專利名稱：無機纖維幅材及制備和使用方法
無機纖維幅材及制備和使用方法相關(guān)專利串請的交叉引用本專利申請要求2010年4月13日提交的美國臨時專利申請No. 61/323，425的優(yōu)先權(quán)，該專利的公開內(nèi)容以全文引用方式并入本文中。
背景技術(shù)：
包括無機纖維的濕法成網(wǎng)幅材和干法成網(wǎng)幅材一直以來都是已知的，且已被用于各種應(yīng)用，尤其是涉及抗高溫的應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容

公開了重力成網(wǎng)無機纖維幅材及制備和使用方法。重力成網(wǎng)工藝包括機械地分離無機纖維和將所述纖維收集為幅材，并可包括共混多種類型的無機纖維和/或共混無機粒狀添加劑與所述纖維。因此在一個方面，本文中公開了一種重力成網(wǎng)無機纖維幅材。因此在另一方面，本文中公開了一種制備重力成網(wǎng)無機纖維幅材的方法，所述方法包括向成形室中引入無機纖維，所述成形室包括多個以至少一排提供在所述成形室內(nèi)的纖維分離輥，且所述成形室包括移動的環(huán)形帶篩網(wǎng)；用所述纖維分離輥來機械地分離所述無機纖維中的至少一些無機纖維；通過所述移動的環(huán)形帶篩網(wǎng)來捕獲所述無機纖維的任何殘余的團聚物，并將所捕獲的團聚物返回到所述纖維分離輥，以由所述纖維分離輥機械地分離；將所述機械分離的無機纖維聚集成重力成網(wǎng)無機纖維墊；將所述重力成網(wǎng)無機纖維墊從所述成形室中取出；和加固所述重力成網(wǎng)無機纖維墊以形成重力成網(wǎng)無機纖維幅材。因此在另一方面，本文中公開了一種增強隔板中的貫穿式開口的防火性的方法，所述方法包括向所述貫穿式開口中至少部分地插入至少一個包含重力成網(wǎng)無機纖維幅材的制品。因此在另一方面，本文中公開了一種增強細長物體或者大體對齊的細長物體集合的防火性的方法，所述方法包括沿著所述物體或物體集合的細長長度的至少一部分周向地繞所述物體或物體集合至少部分地纏繞至少一個包含重力成網(wǎng)無機纖維幅材的制品。在以下具體實施方式
中，本發(fā)明的這些方面和其他方面將顯而易見。然而，在任何情況下都不應(yīng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對要求保護的主題的限制，該主題僅由所附權(quán)利要求書限定，并且在審查期間可以進行修改。


圖I示出了可用于制備重力成網(wǎng)無機纖維幅材的示例性工藝的示意性側(cè)視圖。圖2示出了包括重力成網(wǎng)無機纖維幅材的示例性制品的側(cè)視圖。圖3示出了示例性防火制品的示意性前視圖，所述示例性防火制品包括布置在貫穿式開口中的重力成網(wǎng)無機纖維幅材。
圖4示出了示例性防火制品的示意性前視圖,所述示例性防火制品包括纏繞在細長物體周圍的重力成網(wǎng)無機纖維幅材。圖5示出了示例性防火制品的示意性前視圖,所述示例性防火制品在貫穿式開口內(nèi)環(huán)繞細長物體集合。在多張圖中，類似的參考標號表示類似的元件。一些元件可以相同或等同的多份存在。在這樣的情況下，可能僅通過參考標號指示一個或多個代表性元件，但應(yīng)理解，這樣的參考標號適用于所有這類相同的元件。除非另外指明，否則本文檔中的所有圖和附圖均未按比例繪制，并且被選擇用于示出本發(fā)明的不同實施例。具體地講，除非另外指明，否則僅用示例性術(shù)語描述各種部件的尺寸，并且不應(yīng)從附圖推斷各種部件的尺寸之間的關(guān)系。盡管在本發(fā)明中可能使用了 “頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向內(nèi)”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等術(shù)語，但應(yīng)當理解，除非另外指明，否則這些術(shù)語僅以它們的相對意義使用。
具體實施方式
圖I為側(cè)視圖(成形室2以剖視圖示出)，示出了可用于制備重力成網(wǎng)無機纖維幅材10的示例性設(shè)備I。無機纖維3 (可包括纖維塊、大量纖維的團聚物等)(例如)通過纖維輸入裝置31被引入成形室2中。在進入成形室2之前，可使用開啟工具(未圖示)來至少部分地打開、梳理和/或分離纖維3 (例如，從捆等可直接使用的狀態(tài))。在一些實施例中，可將多種類型的纖維引入成形室2中，在這種情況下，本文所述工藝將用于將不同類型的纖維彼此混合在一起，以及機械地分離(例如，解聚)每種類型的纖維。在一些實施例中，可將一種或多種類型的無機粒狀添加劑21引入成形室2中，在這種情況下，本文所述工藝將用于將粒狀添加劑21與無機纖維混合，以及機械地分離無機纖維。粒狀添加劑21可包括一種或多種膨脹助劑、一種或多種吸熱添加劑、一種或多種絕緣添加劑，以及一種或多種粘結(jié)劑等，如下文詳細描述。如果存在，則粒狀添加劑21可通過纖維輸入裝置31與纖維3 —起引入成形室2中，或者可以(例如)通過顆粒輸入裝置22單獨地引入。設(shè)備I也可包括流體(液體)噴射系統(tǒng)32，該系統(tǒng)可將流體噴射到纖維3上，然后再在將纖維引入成形室2中；可將流體噴射到成形室2的內(nèi)部中，以與其中的纖維接觸；以及/或者可在纖維3已沉積為墊并且已離開成形室2之后，將流體噴射到纖維3上。流體可用于任何用途。例如，所述流體可包括水、水溶液，或無水流體或溶液，用于改進對纖維的加工?；蛘?，所述流體可包括溶液、分散體、乳膠等，例如，包括一種或多種粘結(jié)劑，以及/或者包括一種或多種無機粒狀添加劑，如下文詳細描述。如果需要，所述流體可包括無機粒狀添加劑21。在成形室2內(nèi)，無機纖維3被機械地分離(例如，部分、多半，或幾乎完全解聚)成單獨的纖維和/或若干纖維或更少纖維的組。這通過旋轉(zhuǎn)各自包括凸起4 (通用術(shù)語稱釘齒(spike)，但這些凸起可以是任何合適的設(shè)計)的纖維分離輥7來實現(xiàn)。相鄰輥7的釘齒4處于互相配合關(guān)系(但它們通常不接觸彼此)，因此可以對纖維3的團聚物施加剪切力(尤其是在團聚物被暫時捕獲在兩個移動(例如反轉(zhuǎn))的釘齒之間時)，并且至少部分地將團聚物分離成單獨的纖維，或分離成較小數(shù)量纖維的團聚物。在一些實施例中，纖維分離輥7可以上組輥排71和72及下組輥排73和74存在，如圖I所示。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，考慮到特定組合物和/或即將加工的纖維的性質(zhì)，可以對成形室2以及其中的纖維分離輥7的設(shè)計和操作參數(shù)進行調(diào)控。例如，輥的間距、釘齒長度、釘齒沿著輥和環(huán)繞輥的間距、釘齒的互相配合程度、不同輥的旋轉(zhuǎn)速度、不同輥的旋轉(zhuǎn)方向等中的任何或全部可以改變，例如，以延長某些纖維在腔室2內(nèi)的停留時間，從而提高纖維的機械分離量等。纖維分離輥的作用可通過可選的空氣流得到增強，例如，通過使用(可選的)空氣噴嘴來實現(xiàn)，這些空氣噴嘴適當?shù)匚挥诔尚问?中，能夠使纖維團聚物在成形室2內(nèi)翻滾和/或再循環(huán)。(注意，盡管本文中使用術(shù)語空氣，但該術(shù)語以其最廣泛的意義使用，且可涵蓋對任何合適的氣態(tài)流體的使用)。纖維輸入裝置31可以有利地設(shè)置在成形室2的上部中(如圖I所示)，例如，以使得纖維3可以輕松地送至纖維分離輥7附近，從而如上所述進行加工。例如，如果需要將粒狀添加劑21送至輥7附近，顆粒輸入裝置22可以位于成形室2的上部中?；蛘?，顆粒輸入裝置22可以位于成形室2的下部中(例如，在輥7下方)。任何布置方式都是可以的，只要能夠針對特定應(yīng)用使粒狀添加劑21與纖維充分混合即可。纖維的團聚物和/或單獨的纖維最終將在重力的影響下在成形室2內(nèi)向下降落。 成形室2包括環(huán)形帶篩網(wǎng)8 (可以(例如)通過上組纖維分離輥排71和72和通過下組纖維分離輥排73和74，總體上如圖I所示)。環(huán)形帶篩網(wǎng)8可以包括具有所需尺寸或尺寸組合的通孔。因此，纖維團聚物、纖維塊等，如果存在且如果大于特定尺寸，則可被環(huán)形帶篩網(wǎng)8捕獲，并且在成形室2內(nèi)再循環(huán)，以通過所述纖維分離輥組中的一組或兩組，從而進行額外的機械分離(例如，解聚)。使用成形室2來進行機械分離和/或混合無機纖維在已公布的PCT專利申請WO 2009/048859中更詳細地描述，該專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。避免在環(huán)形帶篩網(wǎng)8的作用下進行再循環(huán)的機械分離的纖維(如果使用多種類型的無機纖維，則可包括混合的纖維，和/或可與粒狀添加劑21 (如果存在的話)混合)將受到重力的推動，最終落在載體5 (可以便利地為環(huán)形帶等)上以形成纖維墊6。通常，纖維3落在一種構(gòu)造中，該構(gòu)造可以大體平行于載體5的表面,且可以相對于載體5的順維和橫維軸而大體無規(guī)則。載體5位于成形室2的底部處，成形室中包括的載體5可以穿過成形室2的下部，或者在成形室2的底部中的開口下方穿過，以使得在任一種情況下，纖維3 (以及粒狀添加劑21 (如果存在的話))均可沉積在載體上。載體5可以是透氣的；并且可以向載體5的底部表面施加至少部分真空，以使得可以穿過載體5施加壓差，從而有助于沉積和保持纖維和粒狀添加劑于載體5上。如果需要，可以便利地在載體5上使用一次性透氣層(例如，薄的一次性多孔紙襯墊，例如薄頁紙)。重力成網(wǎng)工藝可以有利地使纖維3 (以及粒狀添加劑21 (如果存在的話))大體均勻地穿過形成的纖維墊6的橫維厚度而沉積。纖維墊6可以在載體5上被傳送到成形室2的外部，或離開成形室。如果需要，輥23可以在纖維墊6離開成形室2時提供。輥23可以使纖維墊6暫時壓縮，但通常纖維墊6基本上可以回彈。本文中對纖維墊6的剛沉積厚度的所有參考是指纖維墊已從所述輥下穿過后的厚度。纖維墊6可以被傳送到下文將更詳細描述的各加工單元，同時停留在載體5上(如圖I的示例性實施例所述)。或者，纖維墊6可以為此而從載體5傳送到單獨的載體上。本發(fā)明的方法也可用于減少纖維群體中的渣球量(如果渣球存在的話)。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員熟知渣球是有時形成于(例如)纖維的熔融加工過程中，且可產(chǎn)生不利影響的顆粒，例如固體顆粒。通過纖維分離輥的剪切作用，渣球可以從纖維群體中去除，且隨后可以與纖維分離，例如，通過篩子(如果設(shè)在腔室2中的話)等分離。或者，渣球可以通過離心力與纖維分離，例如，使用氣旋分離裝置來實現(xiàn)分離。上文描述的由纖維分離輥7 (以較低的速度旋轉(zhuǎn)并因此賦予較低的剪切力)機械地分離(例如解聚)纖維團聚物、機械分離的纖維3穿過室2下落在載體5上且任何剩余的纖維團聚物(如果存在的話)由環(huán)形帶篩網(wǎng)8再循環(huán)的工藝在本文中稱為重力成網(wǎng)，自其形成的無機纖維墊稱為重力成網(wǎng)無機纖維墊。所述重力成網(wǎng)工藝可以不同于所謂的濕法成網(wǎng)幅材成形工藝，該濕法成網(wǎng)幅材成形工藝依賴于造紙設(shè)備和方法。該工藝也可以不同于梳理法、扯松法和氣流成網(wǎng)法等公知的傳統(tǒng)干法成網(wǎng)成形工藝。梳理法或扯松法涉及纖維塊的機械分離(例如，通過使梳理輥大體以相對較高的速度旋轉(zhuǎn))以及將纖維定向成大體平行且順維取向的構(gòu)造。眾所周知，如果用于無機纖維，尤其是較長的陶瓷纖維和/或無機纖維，這種類型的(剪切力較高)機械分離會導(dǎo)致實質(zhì)性的斷裂。氣流成網(wǎng)工藝(例如使用市售幅材成形機如由紐約州馬其頓的蘭多機器制造公司(Rando Machine Corp, Macedon, N. Y.)以商品名“RANDO WEBBER”出售的那些幅材成形機的那些氣流成網(wǎng)工藝)通常涉及刺毛輥(通常以較高的速度旋轉(zhuǎn))以及高速氣流的使用來將纖維傳送到收集表面上。類似于機械梳理 法，已知氣流成網(wǎng)法導(dǎo)致無機纖維，尤其是相對較長的無機纖維和/或陶瓷無機纖維明顯破損。相比之下，重力成網(wǎng)工藝依賴于纖維分離輥，所述纖維分離輥(例如，通過以遠低于旋轉(zhuǎn)刺毛輥、旋轉(zhuǎn)梳理輥等的速度旋轉(zhuǎn))能夠以最小破損來加工無機纖維，尤其是長纖維和/或陶瓷纖維。隨著通過上述方法在載體5上沉積，無機纖維3包括機械強度或完整性極小或不存在的無機纖維墊6。纖維墊6隨后可以得到加固，例如，通過加固單元9實現(xiàn)，從而具有足夠的機械完整性，以包括無機纖維幅材10。無機纖維幅材是指這樣一種無機纖維墊，即，已得到加固(例如，通過直接或間接地使一些或全部幅材纖維彼此纏結(jié)和/或彼此粘合)，以使所述幅材是自支承幅材，例如具有足夠的機械強度(順維、橫維以及穿過所述幅材的厚度)，以在軋制、切削、轉(zhuǎn)換加工等操作中進行處理，從而使得無機纖維幅材10形成為本文所公開的各種產(chǎn)品。在加固工藝過程中，纖維墊6可留在載體5上(如圖I的示例性布置中所示)；或者可將纖維墊6轉(zhuǎn)移到單獨的載體以便加固。在一些實施例中，纖維幅材通過針刺法(也稱為針縫合法)進行加固。在這種情況下，加固單元9可包括針刺單元。針刺墊是指其中存在纖維物理纏結(jié)的墊，該纏結(jié)是通過多次全部或部分穿透墊而(例如)通過倒刺針形成的?？墒褂镁哂械勾提?例如，可從美國威斯康辛州馬尼托沃克(Manitowoc)的福斯特針公司(Foster Needle Company, Inc.)商購)的傳統(tǒng)針刺設(shè)備(例如，德國迪樂公司(Dilo)以商品名“DIL0”銷售的針刺機)來對纖維墊進行針刺，從而得到針刺的纖維墊。每個墊區(qū)的針刺數(shù)可隨特定應(yīng)用而變，尤其是取決于在執(zhí)行針刺過程中需要的幅材厚度的減小。在多個實施例中，所述纖維墊可以受到針刺，以提供約2到約2000針刺/cm2。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，可以使用任何合適的針，包括已知尤其適用于加工無機纖維的那些針。合適的針可以包括(例如)可從威斯康辛州馬尼托沃克的福斯特針公司以商品名15X18X32X3. 5RB F209-6NK/CC、15X 18X32X3. 5CBF209-6. 5NK/CCU5X18X25X3. 5RB F209-7NK和 15X 18X25X3. 5RB F209-8NK商購的針，或者它們的等效物。所述針可以穿過墊的整個厚度，或者僅部分穿過所述厚度。即使所述針未完全刺入纖維墊中，所述針刺工藝至少可以在鄰近墊表面的層中提供足夠的纖維纏結(jié)，以提高纖維幅材在順維和橫維方向上的拉伸強度。在這種類型的一些實施例中，所述針刺法可以形成大體致密的表面層，該層中包括充分纏結(jié)的纖維。在此類致密表面層中，例如，每單位致密層體積的纖維密度可以比幅材中未被針刺的內(nèi)部的纖維密度大至少20%、至少30%，或至少40%。在多個實施例中，所述墊可以從一側(cè)針刺，或從兩側(cè)針刺。在一些實施例中，使用例如如美國專利No. 4，181，514中所教導(dǎo)的技術(shù)通過縫編法來加固纖維墊。例如，所述墊可以用有機線，或者玻璃、陶瓷或金屬(例如，不銹鋼)等無機線進行縫編。在某些實施例中，所述纖維墊可以通過粘合工藝來進行加固，在所述粘合工藝中，所述墊含有粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑被活化以將至少一些纖維粘合在一起。此類粘結(jié)劑可以采用固體形式(例如，采用粉末的形式，作為纖維等)、液體形式(例如，溶液、分散體、懸浮液、乳膠等)等引入。無論呈固體還是液體形式，均可將一種或多種粘結(jié)劑通過在將纖維3引入成形室2中之前沉積到纖維3上或與纖維3混合而引入成形室2中；或者可引入成形室2中以接觸其中的纖維3 ;或者可根據(jù)需要在形成纖維墊6后沉積到纖維墊6上/中。粘結(jié)劑可以遍及纖維墊6的內(nèi)部，或者可以主要存在于一個或多個主表面上(例如，如果粘結(jié)劑沉 積在纖維墊6的主表面上，從而大體上不滲入纖維墊6中)。在這種情況下，粘結(jié)劑可以提供粘合纖維的表面層，從而提高幅材的順維和/或橫維拉伸強度。粘結(jié)劑可以是有機的或無機的。如果一種或多種無機粒狀添加劑(例如，一種或多種膨脹助劑、一種或多種吸熱添加劑、一種或多種絕緣添加劑，或者它們的混合物)將被引入幅材中，則粘結(jié)劑可以用于將無機粒狀添加劑粘結(jié)在幅材中。在一些實施例中，加固可以通過結(jié)合使用針刺和一種或多種粘結(jié)劑的活化來實現(xiàn)。在此類實施例中，針刺可以在粘結(jié)劑的活化之前或之后執(zhí)行。多種橡膠、水溶性聚合物配混料、熱塑性樹脂、熱固性樹脂等可適用于作為有機粘結(jié)劑。橡膠的實例包括天然橡膠；諸如丙烯酸乙酯和氯乙烯醚的共聚物以及丙烯酸正丁酯和丙烯腈的共聚物等的丙烯酸橡膠、例如丁二烯和丙烯腈的共聚物等的丁腈橡膠、丁二烯橡膠等。水溶性聚合物配混料的實例包括羧甲基纖維素、聚乙烯醇等。熱塑性樹脂的實例包括丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯等的均聚物或共聚物形式的丙烯酸類樹脂；丙烯腈苯乙烯共聚物；丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物等。熱固性樹脂的實例包括雙酚型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂等。此類有機粘結(jié)劑可以采用粘結(jié)劑液體的形式使用(例如，水溶液、水分散型乳液、使用有機溶劑的乳膠或溶液)。粘合也可通過以下方式來實現(xiàn)將采用粉末或纖維形式的有機聚合物粘結(jié)劑材料包括在墊中，并對所述墊進行熱處理，以使聚合物材料熔融或軟化，從而將至少一些墊纖維彼此粘合。在這種情況下，加固單元9可包括烘箱或任何其他合適的熱源。可以被包括在墊中的合適的聚合物粘結(jié)劑材料包括熱塑性聚合物，該熱塑性聚合物包括聚烯烴、聚酰胺、聚酯、醋酸乙烯酯乙烯共聚物，以及乙烯基酯乙烯共聚物?；蛘?，熱塑性聚合物纖維可被包括在墊中。合適的熱塑性聚合物纖維的實例包括聚烯烴纖維(例如，聚乙烯或聚丙烯)、聚苯乙烯纖維、聚醚纖維、聚酯纖維(例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT))、乙烯基聚合物纖維(例如，聚氯乙烯和聚偏二氟乙烯)、聚酰胺(例如，聚己內(nèi)酰胺)、聚氨酯、尼龍纖維和聚芳酰胺纖維。用于纖維墊熱粘合的尤其有效纖維還包括所謂的雙組分粘合纖維，該纖維通常包括組成不同或具有不同物理性質(zhì)的聚合物。通常，此類纖維是芯/外皮纖維，其中，例如，芯的聚合物組分具有較高熔點并提供機械強度，而外皮具有較低熔點，以實現(xiàn)粘合，例如熔融粘合。例如，在一個實施例中，雙組分粘合纖維可以是芯/外皮聚酯/聚烯烴纖維?？墒褂玫碾p組分纖維包括可以商品名“TREVIRA255”從德國博賓根(Bobingen)的特雷維拉公司(Trevira GmbH)商購，以及以商品名“FIBER VISION CREATEWL”從丹麥瓦德(Varde)的維順公司(FiberVisions)商購的那些雙組分纖維。此類有機粘結(jié)劑(如果存在的話)能夠以任何合適的量使用。在多個實施例中，基于無機纖維幅材10的總重量,有機粘結(jié)劑的量可以小于約20重量％、10重量％、5重量％、2重量％、1重量％或O. 5重量％。在一些實施例中，有機粘結(jié)劑的量可以為至少O. 2%、0. 5%或1.0%。在一些實施例中，無機纖維幅材基本上不含有機粘結(jié)劑。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，此處以及本文的其他上下文中所用的術(shù)語“基本上無”并不排除存在一些極少量(例如，O. I重量％或更小)的材料，這可能在(例如)使用受到慣常清洗工序的大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備時發(fā)生。此類有機粘結(jié)劑可以根據(jù)需要單獨使用、彼此結(jié)合使用，和/或與一種或多種無 機粘結(jié)劑結(jié)合使用。此類有機粘結(jié)劑可與任何合適的無機纖維結(jié)合使用，包括，例如，陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玄武巖纖維、礦棉纖維，以及它們的任意組合。此類有機粘結(jié)劑也可與任何合適的無機粒狀添加劑結(jié)合使用，包括，例如，膨脹助劑、吸熱添加劑，和/或絕緣添加劑，以及它們的混合物。無機粘結(jié)劑可根據(jù)需要使用(例如，替代上述有機粘結(jié)劑或與其相結(jié)合)，并且可提供有利的高溫性能，例如，在某些防火應(yīng)用中提供該性能。合適的無機粘結(jié)劑可包括，例如，堿金屬硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、粘土等。因而，合適的無機粘結(jié)劑可包括，例如，硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰、硅磷酸鹽、磷酸鋁、磷酸、磷酸鹽玻璃(例如，水溶性磷酸鹽玻璃)、硼砂、硅溶膠、膨潤土、鋰蒙脫石等。此類粘結(jié)劑可根據(jù)需要單獨使用、彼此組合使用和/或與一種或多種有機粘結(jié)劑組合使用。此類無機粘結(jié)劑可與任何合適的無機纖維結(jié)合使用，包括，例如，陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玄武巖纖維、礦棉纖維，以及它們的任意組合。此類無機粘結(jié)劑也可與任何合適的無機粒狀添加劑結(jié)合使用，包括，例如，膨脹助劑、吸熱添加劑，和/或絕緣添加劑。此類無機粘結(jié)劑(如果存在的話)能夠以任何合適的量使用。在多個實施例中，基于無機纖維幅材10的總重量，無機粘結(jié)劑的量可以為至少O. I重量％、0. 5重量％或I. O重量％。在另外的實施例中，無機粘結(jié)劑的量可以為至多20%、10%或5%。無論是有機的還是無機的，上述粘結(jié)劑通常將被活化，以將至少一些纖維3彼此粘合，從而將無機纖維墊6加固成無機纖維幅材10，和/或?qū)⒁环N或多種無機粒狀添加劑粘結(jié)到無機纖維幅材10中。此類活化工藝可包括熱曝露(例如，就雙組分有機聚合物粘合纖維而言)?；蛘撸祟惢罨に嚳砂ㄈコ后w，例如，溶劑(例如，就硅酸鈉等無機粘結(jié)劑而言，去除水)。如果需要，此類通過去除溶劑實現(xiàn)的活化可由熱曝露輔助。此類工藝的任何組合均屬于在此所用的術(shù)語活化。如上所述，如果使用熱活化的粘結(jié)劑，則可通過讓無機纖維墊6穿過活化單元9(例如烘箱或任何其他合適的熱源，包括例如紅外光等)而加固成無機纖維幅材10。如果需要，可在纖維幅材10離開活化單元9的點處提供輥。這樣的輥可能使得纖維幅材10至少瞬時壓縮。在某些情況下，例如在其中到幅材通過輥下之時粘結(jié)劑尚未完全冷卻和固化的情況下，纖維幅材10不能完全回彈至其過烘箱前的厚度。這樣，可以改變或設(shè)置纖維幅材10的最終厚度。在一些情況下，例如在其中需要非常厚的幅材的情況下，可移除這樣的輥。
上述進行重力成網(wǎng)、然后加固的工藝可用來生產(chǎn)重力成網(wǎng)無機纖維幅材。本文所定義的術(shù)語重力成網(wǎng)無機纖維幅材意指一種非織造幅材，在該幅材中，至少約80重量％的幅材纖維是無機纖維，且該幅材是對通過上述工藝制成的無機纖維墊進行加固而制成的，在上述工藝中，通過纖維分離輥的機械作用來分離纖維(例如，從最初至少部分成塊或團聚狀態(tài)進行分離)，機械分離的纖維能夠在重力作用下落到收集表面上以形成墊，任何殘余的纖維塊或團聚物(如果存在的話)再循環(huán)以再次經(jīng)歷機械分離過程。在多個實施例中，至少約90重量％、或至少約95重量％的幅材纖維是無機纖維。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，本文所定義和描述的重力成網(wǎng)無機纖維幅材可在幅材的若干可測量性質(zhì)中的任何性質(zhì)或所有性質(zhì)上區(qū)別于傳統(tǒng)的濕法成網(wǎng)幅材。例如，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，傳統(tǒng)的濕法成網(wǎng)幅材將包括指示濕法成網(wǎng)工藝的結(jié)構(gòu)特征，和/或?qū)ǜ鞣N輔助劑(例如，可包括粘結(jié)劑、加工助劑、絮凝劑、消泡劑等)，這些輔助劑即使僅以微觀量存在于最終烘干的幅材中，也可被識別成指示濕法成網(wǎng)工藝。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員還將認識到，本文所公開和描述的重力成網(wǎng)無機纖維幅 材與傳統(tǒng)的梳理成網(wǎng)幅材的不同之處可能在于，例如，本文所述的幅材可包括以大體無規(guī)則的纖維取向進行取向的纖維(相對于幅材的長度和寬度)，相比之下，傳統(tǒng)的梳理成網(wǎng)幅材通常呈現(xiàn)出幅材纖維沿著幅材順維軸大體彼此平行地取向的構(gòu)造。在一些情況下，本文中所公開的重力成網(wǎng)無機幅材與梳理成網(wǎng)幅材的不同之處可能在于，重力成網(wǎng)幅材包含的無機纖維的長度類似于用來制備幅材的無機纖維的長度(即平均為該長度的至少80%或甚至90%)。相比之下，如上所述，傳統(tǒng)的梳理工藝通常生產(chǎn)無機纖維長度顯著小于(例如，小于80%)梳理前長度的幅材。這些不同之處在使用長無機纖維(本文將長定義成意指長度為至少約5cm)時，和/或在使用陶瓷纖維時尤為明顯，如本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所知，陶瓷纖維極易碎且脆弱。重力成網(wǎng)幅材出于類似原因以類似方式區(qū)別于傳統(tǒng)的氣流成網(wǎng)幅材(例如，通過Rando-Webber型設(shè)備制成)。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員還將認識到，本文所定義和描述的重力成網(wǎng)無機纖維幅材可區(qū)別于通過生成并直接收集無機纖維制成的無機纖維幅材(例如,通過將礦物熔體提供給旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子并直接收集由此制成的硬化纖維而制成)。重力成網(wǎng)無機纖維幅材與此類直接收集的幅材的不同之處可能在于，例如，重力成網(wǎng)幅材與傳統(tǒng)直接收集的無機纖維幅材相比包括極少或不包括洛球，與傳統(tǒng)直接收集的無機纖維幅材相比包括少量或不包括纖維塊或團聚物，包括離散長度的纖維(例如，短纖維)，包括兩種或更多種不同群體的纖維(例如，不同尺寸、長度、組成等)，和/或包括組成和/或量與直接收集方法不相容的粒狀添加劑和/或粘結(jié)劑。具體地講，重力成網(wǎng)無機纖維幅材與此類直接收集的幅材的不同之處可能在于，高橫維厚度均勻性，這種均勻性可通過重力成網(wǎng)幅材(例如，厚度可從距幅材的橫維邊緣不足10%到幅材中心變化)呈現(xiàn)出。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，對于直接收集的幅材，向橫維邊緣通常明顯比沿著中心線處薄，這歸因于熔融形成/直接收集工藝的性質(zhì)。重力成網(wǎng)無機纖維幅材在本文中定義為單片幅材，意指該幅材由一個連續(xù)的層(例如，大體均勻的組成的連續(xù)的層)制成，這與由多個單獨的可分辨的層的堆疊組成成對t匕。(可根據(jù)需要將其他層添加到幅材中)。在一些實施例中，如本文所公開的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的厚度可在約O. 5cm至約20cm范圍內(nèi)。如本文所述，無機纖維幅材的厚度指幅材的第一和第二主表面之間沿幅材的最短維度的距離，并可通過將幅材置于平硬表面上并在幅材的O. 6米XO. 6米部分上放一 O. 6米X0. 6米的2. Okg平面板(例如平金屬面板)(以使載荷為約O. 54克/cm2)而方便地獲得。此類加重的板可以補償任何厚度變化(例如，當樣本在實驗規(guī)模設(shè)備上制成時)，且可提供幅材的“總”厚度。(在某些情況下，例如，在評估橫維上的幅材厚度變化時，如果缺乏此類重量，則優(yōu)選測量多個幅材部分的厚度)。除非另外特別指明，否則本文中對纖維墊的剛沉積厚度的所有參考，以及對纖維幅材的最終厚度的所有參考，是指用2kg板測量的厚度。在一些實施例中，無機纖維幅材的厚度為至少約5cm。厚度為至少約5cm的重力成網(wǎng)無機纖維幅材在2010年4月13日提交的標題為THICK INORGANIC FIBER WEBS ANDMETHODS OF MAKING AND USING (厚無機纖維幅材及制備和使用方法)、代理人檔案號為66307US002的美國臨時專利申請序列號61/323，515中有更詳細的討論，該專利申請以引用方式并入本文中。在一些實施例中，幅材可包括約O. I克/cm3或更小的堆密度。在其他實施例中，幅 材可包括大于O. I到O. 3克/cm3的堆密度。在另一些實施例中，幅材可包括大于O. 3到I. O 克/cm3的堆密度。在特定實施例中，幅材可包括大于I. O克/cm3的堆密度。在一些實施例中，如本文所公開的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的每單位面積重量可在約500g/m2至約5000g/m2范圍內(nèi)。重力成網(wǎng)無機纖維幅材10可以進一步加工，例如，通過后加工單元11進行進一步加工，以將幅材10分離成離散的制品12。制品12 (如圖2的示例性實施例所示)可包括給定用途所需的任何合適的形狀、尺寸或構(gòu)造。具體地講，制品12可用于防火應(yīng)用，如下文詳細所述。如上所述，幅材10的至少約80重量％的纖維為無機纖維(例如含小于2重量％的碳)。在一些實施例中，基本上所有的幅材纖維均為無機纖維。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，此處以及本文的其他上下文中所用的術(shù)語“基本上所有”并不排除存在一些極少量(例如，O. I重量％或更小)的其他纖維，這可能在(例如)使用受到慣常清洗工序的大型生產(chǎn)設(shè)備時發(fā)生。在本文所公開的重力成網(wǎng)無機纖維幅材中，無機纖維被機械地分離(例如，從塊分離，如果存在的話)成單獨的纖維，或者至少分離成只有若干纖維的團聚物，如上所述。因此，根據(jù)定義，重力成網(wǎng)無機纖維幅材并不涵蓋無機纖維僅以粒狀、具有大量纖維的大體未分離塊等存在于幅材中的幅材。同樣根據(jù)定義，重力成網(wǎng)無機纖維幅材基本上不含有機填料，有機填料在本文中被定義成意指切碎的織物材料、橡膠殘余或來自橡膠輪胎的任何其他材料等。(該前提并不排除存在任何上述有機粘結(jié)劑，無論該粘結(jié)劑是否采用纖維、粉末、乳膠等形式)。用于本文所公開的方法和制品中的無機纖維可包括任何此類能夠滿足特定應(yīng)用所需的性能標準的纖維。此類無機纖維可從(例如)以下項中選擇耐火陶瓷纖維、生物可溶性陶瓷纖維、玻璃纖維、多晶無機纖維、礦棉(石棉)、玄武巖纖維等。可單獨使用特定類型的無機纖維；或者可組合使用至少兩種或更多種不同類型的無機纖維。在一些實施例中，無機纖維可包括陶瓷纖維。例如，耐火陶瓷纖維可適用于特定應(yīng)用。合適的耐火陶瓷纖維可得自多個商業(yè)源，包括可以商品名“FIBERFRAX”得自紐約州尼亞加拉瀑布的奇耐聯(lián)合纖維公司(Unifrax, Niagara Falls, NY)、以商品名“CERAFIBER”和“KAOWOOL”得自喬治亞州奧古斯塔的熱陶瓷公司(Thermal CeramicsCo. , Augusta, GA)、以商品名“CER-W00L”得自田納西州歐文的高級耐火材料公司(PremierRefractories Co.，Erwin, TN)、和以商品名“SNSC”得自日本東京的Shin-Nippon鋼化學公司(Shin-Nippon Steel Chemical, Tokyo, Japan)的那些?？捎玫囊恍┨沾衫w維包括多晶氧化物陶瓷纖維，例如，莫來石、氧化鋁、高鋁硅鋁酸鹽、硅鋁酸鹽、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鉻等等。這種類型的特定纖維包括高氧化鋁晶體纖維，該纖維包括在約67重量％至約98重量％范圍內(nèi)的氧化鋁和約33重量％至約2重量％范圍內(nèi)的氧化硅。這些纖維可例如以商品名“NEXTEL 550”自3M公司(3M Company)商購獲得、以商品名“SAFFIL”自英國雪菲爾德的戴森集團(Dyson Group PLC, Sheffield, UK)商購獲得、以商品名“MAFTEC”自日本東京的三菱化工股份有限公司(Mitsubishi ChemicalCorp.，Tokyo, Japan)商購獲得、以商品名“FIBERMAX”自紐約州尼亞加拉瀑布的奇耐聯(lián)合纖 維公司商購獲得和以商品名“ALTRA”自德國的拉特有限公司(Rath GmbH, Germany)商購獲得。合適的多晶氧化物陶瓷纖維還包括鋁硼硅酸鹽纖維，優(yōu)選地包括在約55重量％至約75重量％范圍內(nèi)的氧化招、在小于約45重量％至大于O重量％ (優(yōu)選地,小于44重量％至大于O重量％)范圍內(nèi)的氧化娃，以及在小于25重量％至大于O重量％ (優(yōu)選地,約I重量％至約5重量％)范圍內(nèi)的氧化硼(分別基于如A1203、SiO2和B2O3的理論氧化物計算)。此類纖維優(yōu)選地為至少約50重量％的晶體，更優(yōu)選地為至少75%，并且最優(yōu)選地為約100%(即，晶體纖維)。鋁硼硅酸鹽纖維可例如以商品名“NEXTEL312”和“NEXTEL 440”自3M公司商購獲得。在一些實施例中，無機纖維可包括從溶膠凝膠工藝中獲得的陶瓷纖維，其中所述纖維通過旋轉(zhuǎn)或擠出溶液或分散體，或者纖維或纖維前體的構(gòu)成組分的大體粘性濃縮物來形成。在一些實施例中，所用的無機纖維可包括經(jīng)過熱處理的陶瓷纖維，有時稱為退火的陶瓷纖維，例如，如美國專利No. 5，250, 269所公開?？蓡为毷褂锰囟愋偷奶沾衫w維；或者可組合使用至少兩種或更多種不同類型的陶瓷纖維。在多個實施例中，陶瓷纖維可以與任何其他所需的無機纖維或有機纖維混合，包括生物可溶性纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、礦棉纖維、無機粘結(jié)劑、雙組分纖維等。在一些實施例中，無機纖維可包括生物可溶性纖維(也稱作主體可溶性纖維)，例如，生物可溶性陶瓷纖維。在一些實施例中，幅材中基本上所有的無機纖維均為生物可溶性陶瓷纖維。在其他實施例中，幅材中基本上所有的纖維均為生物可溶性陶瓷纖維。如本文所用，生物可溶性纖維是指在生理介質(zhì)或模擬的生理介質(zhì)中可分解的纖維。通常，在約I年的時間內(nèi)，生物可溶解纖維可溶解或基本上可溶解在生理介質(zhì)中。如本文所用，術(shù)語“基本上可溶解”是指纖維溶解了至少約75重量％。估計纖維的生物可溶性的另一個方法是基于纖維的組成。例如，德國提出了根據(jù)致癌指數(shù)(KI值)的分類。KI值的計算方法為，將堿性和堿土氧化物的重量百分比相加，再減去無機氧化物纖維中的氧化鋁的重量百分比的兩倍。生物可溶性無機纖維通常具有約40或更大的KI值。本發(fā)明適用的生物可溶性無機纖維可包括無機氧化物，例如，Na2O, K2O, CaO, MgO,P205、Li20、Ba0或它們與二氧化硅的組合。其他金屬氧化物或其他陶瓷組分可被包括在生物可溶性無機纖維中，即使這些組分(本身)缺乏所需的溶解度，但其含量卻低到足以使得纖維(就整體而言)在生理介質(zhì)中仍然可分解。此類金屬氧化物包括(例如)A1203、TiO2, ZrO2,B2O3,以及氧化鐵。生物可溶性無機纖維也可包括金屬組分，其含量使得纖維可在生理介質(zhì)中或模擬的生理介質(zhì)中分解。在一個實施例中，生物可溶性無機纖維包括二氧化硅、鎂和鈣的氧化物。這些類型的生物可溶性陶瓷纖維可稱為(例如)硅酸鈣鎂纖維，或堿土硅酸鹽礦棉等。硅酸鈣鎂纖維通常含有小于約10重量％的氧化鋁。在一些實施例中，該纖維包括約45重量％至約90重量％的SiO2、高達約45重量％的CaO、高達約35重量％的MgO以及小于約10重量％的Al2O30例如，該纖維可含有約55重量％至約75重量％的SiO2、約25重量％至約45重量％的CaO、約I重量％至約10重量％的MgO和小于約5重量％的A1203。在另外的實施例中，生物可溶性無機纖維包括二氧化硅和氧化鎂的氧化物。這些類型的纖維可稱為硅酸鎂纖維。硅酸鎂纖維通常含有約60重量％至約90重量％的SiO2、高達約35重量％的Mg0(通常約15重量％至約30重量％的MgO)，以及小于約5重量％的A1203。 例如，該纖維可含有約70重量％至約80重量％的SiO2、約18重量％至約27重量％的MgO，以及小于約4重量％的其他微量元素。合適的生物可溶性無機氧化物纖維在例如美國專利No. 5，332，699 (Olds 等人)、Νο· 5，585，312 (Ten Eyck 等人)、Νο· 5，714，421 (Olds 等人)和No. 5，874，375(Zoitas等人)中有述。可用于形成生物可溶性無機纖維的多種方法包括，但不限于，溶膠凝膠形成法、結(jié)晶生長工藝和熔融形成技術(shù)(如紡絲或吹制)。生物可溶性纖維可(例如)以商品名“IS0FRAX”和“INSULFRAX”從紐約州尼亞加拉瀑布的奇耐聯(lián)合纖維公司(Unifrax Corporation)商購獲得，以商品名“SUPERMAG1200”從墨西哥蒙特雷(Monterrey)的努恩纖維科技公司(Nutec Fiberatec)商購獲得，以及以商品名“SUPERW00L”從喬治亞州奧古斯塔的熱陶瓷公司(Thermal Ceramics)商購獲得?！癝UPERW00L 607”生物可溶性纖維(例如)含有60重量％至70重量％的SiO2、25重量％至35重量％的CaO、4重量％至7重量％的MgO以及微量的Al2O315 “SUPERW00L 607MAX”生物可溶性纖維(例如，可在略微較高的溫度下使用)含有60重量％至70重量％的Si02、16重量％至22重量％的CaO、12重量％至19重量％的MgO，以及微量的A1203。在多個實施例中，如果存在于無機纖維幅材中，則生物可溶性陶瓷纖維可構(gòu)成幅材的無機纖維的至少約20重量％、至少約50重量％、至少約80重量％、至少約90重量％，或至少約95重量％?？蓡为毷褂锰囟愋偷纳锟扇苄岳w維；或者可組合使用至少兩種或更多種不同類型的生物可溶性纖維。在一些實施例中，生物可溶性陶瓷纖維可為長纖維(即，長度為至少約5cm)。在多個實施例中，生物可溶性陶瓷纖維可以與任何其他所需的無機纖維或有機纖維混合，包括耐火陶瓷纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、礦棉纖維、無機粘結(jié)劑、雙組分纖維等。使用生物可溶性陶瓷纖維的重力成網(wǎng)無機纖維幅材組合物在2010年4月13日提交的名稱為 INORGANIC FIBER WEBS COMPRISING BI0S0LUBLE CERAMIC FIBERS, ANDMETHODS OF MAKING AND USING (包含生物可溶性陶瓷纖維的無機纖維幅材及制備和使用方法)、代理人檔案號為66308US002的美國臨時專利申請序列號61/323，526中有更詳細的討論，該專利申請以引用方式并入本文中。在一些實施例中，無機纖維可包括玻璃纖維。在特定實施例中，無機纖維可包括硅酸鎂鋁玻璃纖維?？墒褂玫墓杷徭V鋁玻璃纖維的實例包括具有10重量％到30重量％的氧化鋁、52重量％到70重量％的氧化硅，以及I重量％到12重量％的氧化鎂(基于Al203、Si02和MgO的理論量)的玻璃纖維。還應(yīng)當理解，硅酸鎂鋁玻璃纖維可含有額外的氧化物，例如，氧化鈉或氧化鉀、氧化硼和氧化鈣。硅酸鎂鋁玻璃纖維的具體實例包括E-玻璃纖維，其組成通常為約55%的SiO2' 15%的Al203、7%的B2O3' 19%的CaO,3%的MgO和1%的其他氧化物；S和S-2玻璃纖維，其組成通常為約65%的Si02、25%的Al2O3和10%的MgO ；以及R-玻璃纖維，其組成通常為60%的SiO2,25%的Al203、9%的CaO和6%的MgO0 E-玻璃、S-玻璃和S-2玻璃可得自(例如)高級玻璃纖維紗公司(Advanced Glassfiber Yarns LLC), R-玻璃可得自圣戈班維托特克斯公司(Saint-Gobain Vetrotex)。玻璃纖維可以是短玻璃纖維,且可以基本上無渣球，即，所含的渣球不超過5重量％。在一些實施例中，可使用經(jīng)過熱處理的纖維?？蓡为毷褂锰囟愋偷牟ＡЮw維；或者可組合使用至少兩種或更多種不同類型的玻璃纖維。在多個實施例中，玻璃纖維可以與任何其他所需的無機纖維或有機纖維混合，包括陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玄武巖纖維、礦棉纖維、雙組分纖維等。在一些實施例中，無機纖維可包括通常通過熔融或擠出玄武巖以形成纖維來制成的玄武巖纖維。因為該纖維衍生自礦物，所以纖維的組成可以變化，但一般來說其組成為約45重量％到約55重量％的SiO2、約2重量％到約6重量％的堿、約O. 5重量％到約2重 量％的TiO2、約5重量％到約14重量％的FeOJ^ 5重量％到約12重量％的MgO、至少約14重量％的Al2O3以及通常幾乎約10重量％的CaO。該纖維通常不含渣球，或含有非常少量的渣球(通常小于I重量％)。在多個實施例中，長玄武巖纖維可具有(例如)從約I微米到約5微米，從約2微米到約14微米，或從約4微米到約10微米的平均直徑。通常，玄武巖纖維具有從5微米到22微米的直徑。所述纖維可以制成大體連續(xù)的，和/或可以短切成所需的長度，本文所用術(shù)語長玄武巖纖維定為長度為至少約5cm的玄武巖纖維。此類長玄武巖纖維可從(例如)得克薩斯州休斯頓市(Houston)的蘇達格拉斯纖維技術(shù)公司(SudaglassFiber Technology)以及俄羅斯杜布納(Dubna)的卡莫尼維克(Kamenny Vek)商購獲得。基于它們的長度，長玄武巖纖維可以有利地提高無機纖維幅材的強度，同時提供比玻璃纖維等高的耐溫性，同時與某些陶瓷纖維等相比較不易碎。在多個實施例中，可將長玄武巖纖維與任何其他所需的無機纖維或有機纖維共混，包括陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦棉纖維、雙組分纖維等。在多個實施例中，如果存在于幅材中，則長玄武巖纖維可構(gòu)成幅材的無機纖維的至少約2重量％、至少約5重量％，或至少約10重量％。在另外的實施例中，長玄武巖纖維可構(gòu)成幅材的無機纖維的至多約90重量％、至多約70重量％，或至多約50重量％。在另一些實施例中，幅材中基本上所有的無機纖維均為玄武巖纖維。包含玄武巖纖維的重力成網(wǎng)無機纖維幅材組合物在2010年4月13日提交的名稱為INORGANIC FIBERWEBS COMPRISING LONG BASALT FIBERS, AND METHODS OF MAKING AND USING (包含長玄武巖纖維的無機纖維幅材及制備和使用方法)、代理人檔案號為66309US002的美國臨時專利申請No. 61/323，531中有更詳細的討論，該專利申請以引用方式并入本文中。在一些實施例中，無機纖維可包括礦棉，也稱為石棉或渣棉。礦棉可得自多種來源，例如，美國亞拉巴馬州利茲(Leeds)的石棉制造公司(Rock Wool Manufacturing Co.)。此類材料可由再加工的礦渣等制成，且通常在相當短的纖維長度(例如，I厘米或更小)下可用。由于纖維長度通常較短，因此，此類材料可有助于將礦棉與長度為至少5cm的長無機纖維(例如，長玄武巖纖維、長玻璃纖維、長生物可溶性纖維，和/或長陶瓷纖維，如果可用的話)混合，和/或與有機或無機粘結(jié)劑混合。在多個實施例中，如果存在于幅材中，則礦棉纖維可構(gòu)成幅材的無機纖維的至少約30重量％、至少約50重量％，或至少約80重量％。在另外的實施例中，礦棉纖維可構(gòu)成幅材的無機纖維的至多約100重量％、至多約90重量％，或至多約85重量％。任何或所有上文提及的一般類別中的，以及具體類型和組成的無機纖維可單獨使用，或者與本文提及的一種或多種其他無機纖維結(jié)合使用，用于本文所公開的重力成網(wǎng)無機纖維幅材中。此外，任何或所有本文提及的無機纖維可單獨使用，或可與本文提及的一種或多種無機粘結(jié)劑和/或有機粘結(jié)劑結(jié)合使用。在多個實施例中，無機纖維的平均直徑可為例如約I微米至約50微米、約2微米至約14微米、或約4微米至約10微米。在多個實施例中，無機纖維的平均長度可為約O. Olmm至100cm、約Imm至約30cm、或約O. 5cm至約10cm。在特定的實施例中，至少一些無機纖維可以是長無機纖維，意指長度為至少約5cm。此類長無機纖維在需要通過針刺來至少部分加固無機纖維幅材時尤為有用。在一些實施例中，具有不同平均長度的纖維可以混合成共混物。在特定實施例中，重力成網(wǎng)無機纖維幅材可由包括短(即，約Icm或更小)和長 (SP，約5cm或以上)無機纖維的共混物制成。短纖維和長纖維可包括相同的組成；或者短纖維可由一種材料(例如，短陶瓷纖維、礦棉纖維等)組成，而長纖維可由另一種材料(例如，長生物可溶性陶瓷纖維、長玄武巖纖維、長玻璃纖維等)組成。所述重力成網(wǎng)無機纖維幅材可含任何合適的無機粒狀添加劑，所述添加劑可通過上文所公開的方法引入成形室2中并與無機纖維3共混(例如，大體均勻地共混)且固持在加固的纖維幅材10內(nèi)(例如，粘結(jié)到無機纖維3)。在多個實施例中，此類添加劑可以干燥形式與纖維3 —起引入成形室2中(例如，通過纖維輸入裝置31引入)，或者可以干燥形式單獨地引入成形室2中(例如，通過顆粒輸入裝置22引入)。在其他實施例中，此類添加劑可在被液體載體攜載(例如，作為懸浮液、溶液、分散體、乳膠等)時引入成形室2中。此類液體載體可以在將纖維引入成形室2之前噴射到纖維上(例如，通過液體噴射單元32進行噴射)?；蛘?，此類液體載體可以直接噴射到成形室2中?？赏ㄟ^蒸發(fā)等，并借助于通過烘箱等來將載液從墊6中去除。如果粒狀添加劑21以干燥形式引入成形室2中，則可能需要將液體(例如，水)引入成形室2中(通過使液體沉積到纖維3上，或通過將液體噴射到成形室2中)，以增強粒狀添加劑21與纖維3的分散和接觸。在多個實施例中，無機粒狀添加劑的平均顆粒尺寸可為至少約O. I微米、至少約O. 5微米、至少約I. O微米，或至少約2. O微米。在另外的實施例中，無機粒狀添加劑的平均顆粒尺寸可為至多約1000微米、至多約500微米、至多約200微米、至多約100微米、至多約100微米、至多約50微米，或至多約10微米。在多個實施例中，無機粒狀添加劑包括一種或多種膨脹助劑、一種或多種吸熱添加劑、一種或多種絕緣添加劑，以及它們的混合物。在一些實施例中，無機粒狀添加劑可包括一種或多種無機膨脹助劑?？捎糜谥苽渑蛎洸牧戏牡目捎门蛎洸牧习?，但不限于，可膨脹蛭石、經(jīng)處理的可膨脹蛭石、部分脫水的可膨脹蛭石、可膨脹珍珠巖、可膨脹石墨、可膨脹水合堿金屬硅酸鹽(例如，可膨脹的顆粒狀硅酸鈉，例如，屬于美國專利4，273，879所述一般類型，并且例如，可以商品名“EXPANTR0L”得自明尼蘇達州圣保羅市3M公司)，以及它們的混合物。(在該上下文中，石墨被視為無機的)。特定的市售膨脹助劑的實例是可以商品名GRAFGUARD Grade 160-50從俄亥俄州克利夫蘭的UCAR碳公司(UCAR Carbon Co.)商購的可膨脹石墨片。在多個實施例中，基于無機纖維幅材的總重量，膨脹助劑可以占O重量％、至少約2重量％、至少約5重量％、至少約10重量％、至少約20重量％，或至少約30重量％。在另外的實施例中，基于無機纖維幅材的總重量,膨脹助劑可以占至多約80重量％、至多約60重量％，或至多約50重量％。膨脹助劑可以與任何合適的無機纖維結(jié)合使用，包括，例如，陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦棉、玄武巖纖維等。在一些實施例中，無機粒狀添加劑可包括一種或多種無機吸熱添加劑。合適的吸熱添加劑可包括例如任何能在例如200°C和600°C之間的溫度下釋出水(例如水合水)的無機化合物。合適的吸熱添加劑可因而包括材料如氧化鋁三水合物、氫氧化鎂等?？蓡为毷褂锰囟愋偷奈鼰崽砑觿?；或者可組合使用至少兩種或更多種不同類型的吸熱添加劑。在多個實施例中，基于無機纖維幅材的總重量，吸熱添加劑可以占O重量％、至少約2重量％、至少約5重量％、至少約10重量％、至少約20重量％，或至少約30重量％。吸熱添加劑可以與任何合適的無機纖維結(jié)合使用，包括，例如，陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦棉、玄武巖纖維等，且還可與任何合適的膨脹助劑結(jié)合使用。
在一些實施例中，無機粒狀添加劑可包括一種或多種無機絕緣添加劑。合適的絕緣添加劑可包括，例如，當存在于無機纖維幅材中時，能夠提高幅材的絕熱性質(zhì)，例如，而不以不可接受方式增大幅材的重量或密度的任何無機化合物。包括相對較高孔隙度的無機粒狀添加劑可以尤其適用于這些目的。合適的絕緣添加劑可包括熱解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅藻土、漂白土、膨脹珍珠巖、硅酸鹽粘土和其他粘土、硅膠、玻璃泡、陶瓷微球、滑石粉等材料。(本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，絕緣添加劑與(例如)某些吸熱或膨脹助劑之間可能沒有明確的分界線)?？蓡为毷褂锰囟愋偷慕^緣添加劑；或者可組合使用至少兩種或更多種不同類型的絕緣添加劑。在多個實施例中，基于無機纖維幅材的總重量，絕緣添加劑可以占O重量％、至少約5重量％、至少約10重量％、至少約20重量％、至少約40重量％，或至少約60重量％。絕緣添加劑可以與任何合適的無機纖維結(jié)合使用，包括，例如，陶瓷纖維、生物可溶性纖維、玻璃纖維、礦棉、玄武巖纖維等，且還可與任何合適的膨脹助劑和/或吸熱添加劑結(jié)合使用。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的方法使得能夠制造多種重力成網(wǎng)無機纖維幅材，所述幅材包含多種纖維組成和纖維性質(zhì)(例如，纖維直徑和/或長度)，與本文所述的粘結(jié)劑、膨脹助劑、吸熱添加劑和/或絕緣添加劑中的任一者結(jié)合使用。本文所公開的任何重力成網(wǎng)無機纖維幅材可用于多種防火應(yīng)用中。在以圖3中的示例性方式示出的類型的一些實施例中，重力成網(wǎng)無機纖維幅材可以形成為防火制品12，該防火制品12可以至少部分地插入貫穿式開口 501 (例如，在如建筑物墻壁或頂篷的隔板502中)中，從而增強所述開口的防火性。此類防火制品可單獨使用，或者作為若干此類制品的組合使用(如圖3所示)，和/或與其他防火設(shè)備(例如，套管、卡圈、配件、上蓋、捻縫、膠合鋪料等)結(jié)合使用。在一些實施例中，此類防火制品可以是防火枕塊512，例如，該防火枕塊可為以商品名3M FIRE BARRIER PILLOW得自3M公司的產(chǎn)品所說明的一般類型。在其他實施例中，此類防火制品可以是防火填料513，例如，該防火填料可為以商品名3M FIRE BARRIER PACKING MATERIAL得自3M公司的產(chǎn)品所示例的一般類型。在以圖4中的示例性方式示出的類型的一些實施例中，重力成網(wǎng)無機纖維幅材可以形成為防火制品12，該防火制品12可以至少部分地纏繞在細長物體如導(dǎo)管601的周圍，從而增強物體的防火性。在一些實施例中，防火制品12可以是防火柔性毯512，例如，該防火柔性毯可為以商品名3MFIRE BARRIER DUCT WRAP 615得自3M公司的產(chǎn)品所說明的一般類型。在一些實施例中，如本文所公開的防火柔性毯包含至少約5cm的厚度。在以圖5中的示例性方式示出的類型的一些實施例中，重力成網(wǎng)無機纖維幅材可以形成為防火制品12，該防火制品12可以至少部分地纏繞在細長物體如管道、電纜管道、電纜托架、導(dǎo)線管、防護罩或結(jié)構(gòu)鋼的橫梁等或大體對齊的細長物體集合703如一組電纜或線材等的周圍。這樣的防火制品可至少部分地周向環(huán)繞(周向不限于圓形幾何形狀)物體的細長長度的至少一部分。防火制品如柔性帶712 (也常稱柔性墊或柔性包裝)可特別適合用于此用途。在本發(fā)明的上下文中，防火柔性帶可視為厚度小于Icm的柔性制品，而防火柔性毯視為厚度為Icm或更大的柔性制品。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，在一些情況下，可以向一個或多個細長物體的外表面上直接應(yīng)用一個或多個這樣的帶。在其他情況 下，特別是其中物體集合703的細長物體穿過隔板702中的貫穿式開口 701的那些情況下，可設(shè)置一個或多個這樣的帶712使得其不與所述一個或多個細長物體直接接觸。例如，可在貫穿式開口 701的內(nèi)表面和一個或多個穿過其中的細長物體703的外表面之間的空間中環(huán)形地布置一個或多個帶712，使得不與所述物體接觸(如圖5的示例性布置中那樣)。在一些實施例中，防火制品可為防火柔性帶，例如，該防火柔性帶可為以商品名INTERAM ULTRAGS、3M INTERAM ENDOTHERMIC MAT E-5A和 INTERAM MAT 1-10得自 3M公司的產(chǎn)品所示例的一般類型。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認識到，具有特定組成和/或性質(zhì)的重力成網(wǎng)無機纖維幅材可以尤其適用于某些防火應(yīng)用?，F(xiàn)在將介紹一些這種應(yīng)用，但并不詳盡或限定。當用作填料或柔性毯時，在一些實施例中，無機纖維幅材可包含一種或多種無機粒狀添加劑，例如，膨脹助劑、吸熱添加劑、絕緣添加劑或它們的混合物。在特定實施例中，膨脹助劑包括可膨脹石墨。在一些實施例中，有機粘結(jié)劑或無機粘結(jié)劑可用于增強無機粒狀添加劑在幅材中的固定性。在一些實施例中，無機纖維幅材可包括小于約5重量％的有機粘結(jié)劑、小于約2重量％的有機粘結(jié)劑、小于約I重量％的有機粘結(jié)劑、小于約O. 5重量％的有機粘結(jié)劑、小于約O. 2重量％的有機粘結(jié)劑，或者可基本上不含有機粘結(jié)劑(除了作為粘結(jié)劑存在的任何情況以外，在所有情況下無機纖維幅材不具有任何聚合物有機纖維)。在一些實施例中，無機纖維可包括礦棉與玻璃纖維和/或與玄武巖纖維的共混物。在一些實施例中，無機纖維可包括陶瓷纖維與玻璃纖維和/或與玄武巖纖維的共混物。在一些實施例中，無機纖維可包括至少一些生物可溶性陶瓷纖維。在另外的實施例中，幅材中基本上所有的無機纖維均為生物可溶性陶瓷纖維。在一些實施例中，無機纖維幅材和由其構(gòu)成的填料可手動撕開。在一些實施例中，由無機纖維幅材構(gòu)成的防火柔性毯可以封裝在含金屬的面料(例如，金屬箔、金屬化聚酯薄膜等)內(nèi)。當用作柔性毯時，在一些實施例中，無機纖維幅材可具有至少5cm的厚度。當用作枕塊或柔性帶時，在一些實施例中，無機纖維幅材可包含一種或多種無機粒狀添加劑，例如，膨脹助劑、吸熱添加劑、絕緣添加劑或它們的混合物。在特定實施例中，膨脹助劑包括可膨脹石墨(在其他實施例中，無機纖維基本上不含石墨)。在一些實施例中，膨脹助劑由可膨脹的顆粒狀硅酸鈉構(gòu)成。在一些實施例中，膨脹助劑包括蛭石。在一些實施例中，有機粘結(jié)劑或無機粘結(jié)劑可用于增強無機粒狀添加劑在幅材中的固定性。在一些實施例中，無機纖維可包括礦棉與玻璃纖維或玄武巖纖維的共混物。在一些實施例中，無機纖維可包括陶瓷纖維與玻璃纖維或玄武巖纖維的共混物。在一些實施例中，無機纖維可包括至少一些生物可溶性陶瓷纖維。在另外的實施例中，幅材中基本上所有的無機纖維均為生物可溶性陶瓷纖維。當用作防火枕塊時，在一些實施例中，無機纖維幅材可具有至少5cm的厚度。在一些實施例中，多個枕塊可用于增強貫穿式開口的防火性。在特定實施例中，此類枕塊能彼此附接。當用作柔性帶時，在一些實施例中，無機纖維幅材可包含一種或多種無機粒狀添 加劑，例如，膨脹助劑、吸熱添加劑、絕緣添加劑或它們的混合物。在一些實施例中，膨脹助劑包括可膨脹石墨。在一些實施例中，吸熱添加劑包括氧化鋁三水合物。在一些實施例中，無機纖維可包括至少一些生物可溶性陶瓷纖維。在另外的實施例中，幅材中基本上所有的無機纖維均為生物可溶性陶瓷纖維。當用作柔性帶時，在一些實施例中，無機纖維幅材可包含面料，所述面料可為含金屬的面料，例如，金屬箔、金屬化聚酯薄膜層等。在一些實施例中，所述面料含粘合劑層以利于所述帶向物體或表面的附接。在任何上述用途(例如，枕塊、填料、柔性帶、柔性毯)中，無機纖維幅材可以是經(jīng)針刺的幅材。在無機纖維幅材含有一種或多種膨脹助劑的防火制品中，在多個實施例中，無機纖維幅材能夠在暴露于足夠高的溫度下時，在厚度上膨脹至少50%、100%或200%(盡管使用中的實際膨脹可能受限于此類膨脹可用的空間)。在一些實施例中，本文所公開的方法可與生物可溶性陶瓷纖維等無機纖維的熔融成形方法結(jié)合使用。此類方法在2010年4月13日提交的名稱為METHODS OF MAKINGINORGANIC FIBER WEBS (制備無機纖維幅材的方法)、代理人檔案號為66304US002的美國臨時專利申請序列號61/323，416中有更詳細的描述，該專利申請以引用方式并入本文中。在一些實施例中，可組合地(例如串聯(lián)地)使用如本文所公開的成形室，以例如開松某些無機纖維和/或以產(chǎn)生多層重力成網(wǎng)無機纖維幅材。此類方法在2010年4月13日提交的名稱為 INORGANIC FIBER WEBS AND METHODS OF MAKING AND USING (無機纖維幅材及制備和使用方法)、代理人檔案號為66306US002的美國臨時專利申請序列號61/323，474中有更詳細的描述，該專利申請以引用方式并入本文中。示例件實施例的列表實施例I. 一種制備重力成網(wǎng)無機纖維幅材的方法，所述方法包括向成形室中引入無機纖維，所述成形室包括多個以至少一排提供在所述成形室內(nèi)的纖維分離輥，且所述成形室包括移動的環(huán)形帶篩網(wǎng)；用所述纖維分離輥來機械地分離所述無機纖維中的至少一些無機纖維；通過所述移動的環(huán)形帶篩網(wǎng)來捕獲所述無機纖維的任何殘余的團聚物，并將所捕獲的團聚物返回到所述纖維分離輥，以由所述纖維分離輥機械地分離；將所述機械分離的無機纖維聚集成重力成網(wǎng)無機纖維墊；將所述重力成網(wǎng)無機纖維墊從所述成形室中取出；和加固所述重力成網(wǎng)無機纖維墊以形成重力成網(wǎng)無機纖維幅材。實施例2.根據(jù)實施例I所述的方法，其中所述方法包括向成形室中引入至少兩種不同類型的無機纖維并在所述成形室內(nèi)共混所述纖維，以收集到包含所述至少兩種不同類型的無機纖維的共混物的重力成網(wǎng)無機纖維墊。
實施例3.根據(jù)實施例1-2中的任一項所述的方法，其中所述加固包括針刺。實施例4.根據(jù)實施例1-3中的任一項所述的方法，其進一步包括向所述無機纖維或向所述重力成網(wǎng)無機纖維墊添加至少一種粘結(jié)劑，其中所述加固包括活化所述粘結(jié)劑。實施例5.根據(jù)實施例4所述的方法，其中所述粘結(jié)劑為無機粘結(jié)劑。實施例6.根據(jù)實施例4-5中的任一項所述的方法，其中所述無機纖維墊在活化所述粘結(jié)劑之前經(jīng)針刺。實施例7.根據(jù)實施例1-6中的任一項所述的方法，其進一步包括向所述成形室中引入至少一種無機粒狀添加劑并共混所述添加劑與所述無機纖維。實施例8.根據(jù)實施例7所述的方法，其中所述無機粒狀添加劑包括膨脹助劑。實施例9.根據(jù)實施例7-8中的任一項所述的方法，其中所述無機粒狀添加劑包括 吸熱添加劑，所述吸熱添加劑包括能在200°C和600°C之間的溫度下釋出水的無機化合物。實施例10.根據(jù)實施例7-9中的任一項所述的方法，其中所述無機粒狀添加劑包括絕緣添加劑。實施例11.根據(jù)實施例7-10中的任一項所述的方法，其進一步包括向所述成形室中引入至少一種粘結(jié)劑并將所述粘結(jié)劑與所述無機纖維和所述無機粒狀添加劑共混，且其中所述加固用于通過所述粘結(jié)劑將所述無機粒狀添加劑粘結(jié)在所述無機纖維幅材內(nèi)。實施例12.根據(jù)實施例1-11中的任一項所述的方法，其進一步包括將所述無機纖維幅材分離成離散的制品。實施例13. —種重力成網(wǎng)無機纖維幅材。實施例14.根據(jù)實施例13所述的無機纖維幅材，其中所述幅材為包含至少兩種不同類型的無機纖維的共混物的共混纖維幅材。實施例15.根據(jù)實施例13-14中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材中基本上所有的纖維均為無機纖維。實施例16.根據(jù)實施例13-15中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材中約20重量％至約95重量％的所述無機纖維為生物可溶性陶瓷纖維。實施例17.根據(jù)實施例13-16中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材中基本上所有的所述無機纖維均為生物可溶性陶瓷纖維。實施例18.根據(jù)實施例13-16中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材中至少約5重量％的所述無機纖維為長玄武巖纖維。實施例19.根據(jù)實施例13-16和18中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含生物可溶性陶瓷纖維，所述生物可溶性陶瓷纖維與選自長玻璃纖維和長玄武巖纖維的長無機纖維共混，其中所述幅材中約20重量％至約95重量％的所述無機纖維為生物可溶性陶瓷纖維且其中所述幅材中約5重量％至約20重量％的所述無機纖維為長無機纖維。實施例20.根據(jù)實施例13-16和18中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含礦棉，所述礦棉與選自長玻璃纖維和長玄武巖纖維的長無機纖維共混，其中所述幅材中約40重量％至約95重量％的所述無機纖維為礦棉纖維,且其中所述幅材中約5重量％至約60重量％的所述無機纖維為長無機纖維。實施例21.根據(jù)實施例13-20中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述無機纖維中的至少一些為長度為至少5cm的長無機纖維。
實施例22.根據(jù)實施例13-21中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含長度為至多約Icm的短無機纖維和長度為至少約5cm的長無機纖維的共混物。實施例23.根據(jù)實施例13-22中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含有機粘結(jié)劑。實施例24.根據(jù)實施例23所述的無機纖維幅材，其中所述有機粘結(jié)劑包括雙組分有機聚合物纖維，所述雙組分有機聚合物纖維占所述無機纖維幅材的總重量的約O. 5重
量％至約5重量％。實施例25.根據(jù)實施例13-22中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材基本上不含有機粘結(jié)劑。實施例26.根據(jù)實施例13-25中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含無機粘結(jié)劑。 實施例27.根據(jù)實施例13-26中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材為針刺幅材。實施例28.根據(jù)實施例13-27中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含無機粒狀添加劑。實施例29.根據(jù)實施例28所述的無機纖維幅材，其中所述無機粒狀添加劑包括膨脹助劑。實施例30.根據(jù)實施例29所述的無機纖維幅材，其中所述膨脹助劑包括可膨脹石
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O實施例31.根據(jù)實施例30所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含可膨脹石墨，所述可膨脹石墨占所述無機纖維幅材的總重量的約10重量％至約50重量％。實施例32.根據(jù)實施例29-31中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述膨脹助劑包括可膨脹硅酸鈉。實施例33.根據(jù)實施例28-32中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述無機粒狀添加劑包括吸熱添加劑，所述吸熱添加劑包括能在200°C和600°C之間的溫度下釋出水的無機化合物。實施例34.根據(jù)實施例33所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含吸熱添加劑，所述吸熱添加劑占所述無機纖維幅材的總重量的約10重量％至約50重量％。實施例35.根據(jù)實施例28-34中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述無機粒狀添加劑包括絕緣添加劑。實施例36.根據(jù)實施例13-35中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材的厚度大于5cm。實施例37.根據(jù)實施例13-36中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述無機纖維幅材中存在的任何長無機纖維的長度平均為用來制備所述無機纖維幅材的所述長無機纖維的長度的至少80%。實施例38.根據(jù)實施例13-28和33_37中的任一項所述的無機纖維幅材，其中所述幅材基本上不含膨脹助劑。實施例39. —種增強隔板中的貫穿式開口的防火性的方法，所述方法包括向所述貫穿式開口中至少部分地插入至少一個包含根據(jù)實施例13-38中的任一項所述的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的制品。實施例40.根據(jù)實施例39所述的方法，其中所述制品為防火填料。實施例41.根據(jù)實施例40所述的方法，其中所述無機纖維幅材和構(gòu)成其的填料是可手撕的。實施例42.根據(jù)實施例39所述的方法，其中所述制品為防火枕塊。實施例43.根據(jù)實施例42所述的方法，所述方法包括向所述貫穿式開口中至少部分地插入多個所述制品。實施例44.根據(jù)實施例43所述的方法，其中所述制品可以彼此附接。實施例45.根據(jù)實施例39所述的方法，其中所述制品為防火柔性帶。 實施例46.根據(jù)實施例45所述的方法，其中所述無機纖維幅材包含膨脹助劑和吸熱添加劑。實施例47.根據(jù)實施例45所述的方法，其中細長物體或大體對齊的細長物體集合穿過所述貫穿式開口，且其中所述柔性帶在所述貫穿式開口內(nèi)至少部分地周向環(huán)繞所述細長物體或物體集合的細長長度的至少一部分。實施例48.根據(jù)實施例47所述的方法，其中所述柔性帶至少部分地布置在套管內(nèi)作為所述貫穿式開口的擋火用設(shè)備的一部分。實施例49. 一種增強細長物體或大體對齊的細長物體集合的防火性的方法，所述方法包括沿著所述物體或物體集合的細長長度的至少一部分，至少部分地周向地繞所述物體或物體集合纏繞至少一個包含根據(jù)實施例13-38中的任一項所述的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的制品。實施例50.根據(jù)實施例49所述的方法，其中所述制品為防火柔性毯。實施例51.根據(jù)實施例50所述的方法，其中所述細長物體為導(dǎo)管，且其中所述柔性毯設(shè)置成與所述導(dǎo)管接觸并沿著所述導(dǎo)管的細長長度的至少一部分完全周向地纏繞在所述導(dǎo)管周圍。實施例52.根據(jù)實施例50所述的方法，其中所述柔性毯被封裝在含金屬的面料內(nèi)。實施例53.根據(jù)實施例49所述的方法，其中所述細長物體或大體對齊的細長物體集合包括一個或多個電纜、線材、管道、電纜管道、電纜托架、導(dǎo)線管、防護罩或結(jié)構(gòu)鋼的橫梁，且其中所述制品為防火柔性帶。實施例54.根據(jù)實施例53所述的方法，其中所述柔性帶與所述細長物體的至少一部分或所述細長物體集合中的至少一個細長物體的至少一部分接觸。實施例55.根據(jù)實施例53所述的方法，其中所述柔性帶包含含金屬的面料。實施例56.根據(jù)實施例53所述的方法，其中所述柔性帶包含含粘合劑的面料。SM實例I圖I示出了所用的一般類型設(shè)備。該設(shè)備包括成形室，該成形室以類似于圖I所示的方式設(shè)置，腔室上部設(shè)有兩排彼此靠近的纖維分離旋轉(zhuǎn)(釘齒)輥，腔室下部設(shè)有兩排彼此靠近的釘齒輥。每排含有五個釘齒輥。環(huán)形帶在腔室的內(nèi)部以類似于圖I所示的方式運行，在上組釘齒輥排和下組釘齒輥排之間移動。所述帶包括固體金屬板條，所述板條的長軸相對于帶的移動方向而橫向取向，這些板條隔開，以提供寬度為約I英寸(在帶的移動方向上)的橫向延伸的通孔。成形室的底部包括約75cm長(在所形成的纖維墊的移動方向上)且約60cm寬的區(qū)域。載體(環(huán)形透氣帶)布置成沿著成形室的底部水平地移動。載體約60cm寬，以與成形室的底部的寬度大體匹配，而且可沿著成形室的底部的長軸方向移動。一次性透氣紙(基重在約18克/平方米的范圍內(nèi))被設(shè)置在載體的頂面上。生物可溶性陶瓷纖維可以商品名SMG 1200從紐泰克/雷特克公司(Nutec/Fibratec)(墨西哥蒙特雷)商購獲得。生物可溶性陶瓷纖維被供應(yīng)商記錄成標稱纖維長度為約20cm且標稱纖維直徑為約3 μ m(定性地，可直接使用的纖維似乎比標稱長度短)的非晶態(tài)硅酸鈣鎂纖維。玄武巖纖維可以商品名BCS13-KV12從俄羅斯聯(lián)邦莫斯科杜布納的卡莫尼維克公司(Kamenny Vek)商購獲得。玄武巖纖維被供應(yīng)商記錄成標稱纖維長度為約6. 4cm且標稱纖維直徑為約13 μ m的短纖維。(打開玄武巖纖維的方式為，在進行如下所述的加工之前首先穿過成形室)?？膳蛎浭梢陨唐访鸑ORD-MIN 351從德國漢堡(Hamburg)的高加索拉斯曼公司(Nordmann-Rassmann)商購獲得。雙組分有機聚合物(粘結(jié)劑)纖維以商品名131-00251從斯坦纖維公司(Stein Fibers)(紐約州奧爾巴尼)商購獲得。所述纖維被供應(yīng)商記錄成標稱長度為55mm的聚酯/共聚酯2旦尼爾纖維。 在進行實驗時，獲得纖維(例如，成捆的散纖維)，并測量出適量的纖維，且手動地將纖維放在進料傳送帶上。在含有所述設(shè)備的房間中使用濾水機，以降低靜電，從而方便處理纖維。傳送帶開始移動，并將纖維傳送到纖維進料站，所述纖維進料站包括含有單組兩個釘齒輥的腔室。纖維被送入腔室中，穿過該組釘齒輥，并通過由鼓風扇施加的部分真空經(jīng)由導(dǎo)管從所述腔室排出。隨后，纖維在由鼓風扇施加的正壓下被傳送到并注入成形室的上部中。成形室的頂篷是多孔的，以使得可以將任何多余的壓力抽出?？膳蛎浭w粒被置于顆粒注射單元的料斗中，該料斗以特定速率將顆粒注入成形室的下部(釘齒輥的下方)，該速率經(jīng)過校準，以提供下文列出的組成。各種纖維及顆粒的量受到控制以形成標稱組成如下的纖維墊約25重量％的可膨脹石墨、約20重量％的玄武巖、約50重量％的陶瓷纖維和約5重量％的粘結(jié)劑纖維。在成形室中，生物可溶性陶瓷纖維和玄武巖纖維各自以類似于上述的方式機械地分離，彼此混合，且與粘結(jié)劑纖維混合。機械分離和混合的纖維在重力作用下向成形室的底部降落(其中捕集和再循環(huán)任何較大的團聚物，如上所述)，并與石墨顆?；旌?，混合的纖維和顆粒落到透氣紙上，以隨著所述紙以約I米/分的速度穿過成形室的底部移動(在載體上移動)而形成纖維墊。向載體下側(cè)施加部分真空，以有助于使材料沉積并將沉積的墊固持在多孔紙上。紙/載體將沉積的纖維墊帶至成形室外。壓縮輥被設(shè)在腔室出口處，該壓縮輥在纖維墊離開所述腔室時暫時對其進行壓縮。估計纖維墊的剛沉積厚度為約8. 9cm。纖維墊以約I米/分的速度送入烘箱中。烘箱保持在約154°C的溫度下。烘箱的長度為約5. 5米，纖維墊在烘箱中的停留時間為約5. 5分鐘。烘箱被布置成引導(dǎo)受熱空氣向下流至纖維墊上，該墊位于多孔載體上，其中向該載體的下側(cè)施加部分真空。通過這種方式，受熱空氣可以被引導(dǎo)穿過纖維墊，從而將墊固定在載體上，而不移動纖維，直到纖維粘合在一起為止。粘結(jié)劑纖維在高溫作用下活化可將纖維墊加固成自支承幅材。烘箱出口處設(shè)有輥，該輥可以進行設(shè)置，從而以所需的量暫時壓縮所述幅材。在該實驗中，該輥可以被設(shè)置成不壓縮所述幅材。由此形成的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約8. 9cm。幅材的堆密度為約O. 021克/cm3。實例2材料和設(shè)備以類似于實例I的方式使用，不同的是，不使用石墨(剩余的纖維成分以與實例I相同的比率使用)。剛沉積的墊厚度以及由此形成的幅材的最終厚度大約與實例I相同。幅材的堆密度為約O. 018克/cm3。實例3材料和設(shè)備以類似于實例I的方式使用，不同的是，不使用石墨且剩余組分的比率為約20重量％的玄武巖、約75重量％的陶瓷纖維和約5重量％的有機粘結(jié)劑纖維。烘箱出口輥未在幅材離開烘箱時對其進行壓縮。剛沉積的墊厚度為約15. 2cm，而由此形成的幅材的最終厚度為約15. 2cm。就實例I而論。幅材的堆密度為約O. 035克/cm3。
實例4材料和設(shè)備以類似于實例3的方式使用，不同的是，烘箱出口處的輥被設(shè)置成將幅材壓縮到厚度為約I. 2cm。由此形成的幅材的最終厚度為約7. 6cm。幅材的堆密度為約O. 070 克 /cm3。實例5材料和設(shè)備以類似于實例I的方式使用，不同的是，不使用玄武巖纖維且剩余組分的比率為約70重量％的陶瓷纖維、約5重量％的有機粘結(jié)劑纖維和約25重量％的石墨。剛沉積的墊厚度為約8. 3cm，而由此形成的幅材的最終厚度為約8. 3cm。幅材的堆密度為約O. 062 克 /cm3。實例 6材料和設(shè)備以類似于實例5的方式使用，不同的是，不使用石墨且剩余組分的比率為約95重量％的陶瓷纖維和約5重量％的有機粘結(jié)劑纖維。剛沉積的墊厚度為約12. 7cm,而由此形成的幅材的最終厚度為約12. 7cm。幅材的堆密度為約O. 040克/cm3。實例7材料和設(shè)備以類似于實例6的方式使用，不同的是，烘箱出口輥設(shè)置為將幅材壓縮至約I. 3cm的厚度。初沉積的墊厚度為約12. 7cm,如此形成的幅材的最終厚度為約
5.1cm。幅材的堆密度為約O. 10克/cm3。實例8材料和設(shè)備以類似于實例6的方式使用，不同的是，不使用有機粘結(jié)劑，這樣，幅材由約100%的陶瓷纖維構(gòu)成。將沉積的纖維墊置于載體上并移動到單獨的設(shè)備以進行針刺。針刺單元由德國埃伯巴赫(Eberbach)的迪樂集團(Dilo Group)制造。載體上的纖維墊以約2. 8m/min的速度進給通過針刺單元。在進入針刺單元的前一刻，纖維墊在輥之間移動，所述輥一定程度地從剛沉積的高度壓縮所述纖維墊。該針刺單元由可以商品名15X18X32X3. 5RB F209-6NK/CC得自威斯康辛州馬尼托沃克的福斯特針公司(FosterNeedle, Manitowoc, WI)的類型的針的陣列組成。隨著纖維墊穿過針刺單元，該纖維墊以約100擊/分鐘的速率受到針刺。僅從一側(cè)進行針刺。針刺使得墊加固成自支承的幅材(墊不通過烘箱)。如此形成的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約1.3cm。實例9
材料和設(shè)備以類似于實例6的方式使用，不同的是，幅材組成為約70重量％的陶瓷纖維、約5重量％的有機粘結(jié)劑纖維和約25重量％的三水合鋁，其以商品名ATH 280A以細顆粒形式得自佐治亞州費爾蒙特的Huber公司(Huber, Fairmont, GA)。三水合招通過位于成形室的下部分中的顆粒輸入裝置(料斗/下落裝料機)進給到成形室中。通過噴霧嘴向成形室中引入水霧。使收集的墊通過烘箱，這將纖維墊加固成包含三水合鋁的幅材。幅材的厚度為約I. 3cm。實例10材料和設(shè)備以類似于實例9的方式使用，不同的是，幅材組成為約48重量％的陶瓷纖維、約4重量％的有機粘結(jié)劑纖維和約48重量％的三水合鋁。幅材的厚度為約I. 3cm。實例U材料和設(shè)備以類似于實例I的方式使用，不同的是，不使用石墨或陶瓷纖維，且 剩余的纖維由以下項構(gòu)成約48. 7重量％的長玄武巖纖維，該纖維的標稱纖維長度為約
6.4cm ;約48. 7重量％的短玄武巖纖維，該纖維的標稱纖維長度為約6. 4mm ;和約2. 5重量％的有機粘結(jié)劑纖維。估計纖維墊的剛沉積厚度為約5. 4cm(在不用2kg砝碼的情況下測量)。沉積的纖維墊被置于單獨的載體(紙板)上，并移動到單獨的設(shè)備以進行針刺。針刺單元由德國埃伯巴赫(Eberbach)的迪樂集團(Dilo Group)制造。紙板載體上的纖維墊以約I. 3m/min的速度進給通過針刺單元。在進入針刺單元的前一刻，纖維墊在輥之間移動，所述輥一定程度地從剛沉積的高度壓縮所述纖維墊。針刺單元包括一種類型的針的陣列，這種類型的針可以商品名FNC 5230685、15 X 30 X 2CBA F 209-7NK從美國威斯康辛州馬尼托沃克的福斯特針公司(Foster Needle)商購獲得。針以約6mm的間距設(shè)置(在單個頂側(cè)打孔的紙板中)成陣列，覆蓋約15cm (順維)X61cm (橫維)的區(qū)域。隨著纖維墊穿過針刺單元，該纖維墊以約200擊/分鐘的速率受到針刺。估計墊以約7. 6刺/平方厘米的密度受到針刺。針刺入墊中約2. 5到3. 2厘米。針刺將形成顯著致密的表面層。針刺之后，將墊翻轉(zhuǎn)過來，并再次穿過針刺單元，以使得所述墊從兩側(cè)受到針刺(在相同條件下)。兩側(cè)針刺會將所述墊加固成自支承幅材。(即使有機粘結(jié)劑纖維存在，所述墊也不穿過烘箱以活化粘結(jié)劑纖維)。當在不使用2kg砝碼的情況下測量時，由此形成的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約4. Scm0因而在該實例中，針刺導(dǎo)致纖維墊的厚度減小約20%。實例 12材料和設(shè)備以類似于實例11的方式使用，不同的是，石墨以估計在總幅材重量的18重量％的范圍內(nèi)的量加入，長和短玄武巖纖維及有機粘結(jié)劑纖維構(gòu)成幅材的余量并以與實例7相同的比率存在。估計纖維墊的剛沉積厚度為約7. 6cm (在使用2kg砝碼的情況下測量)。所述墊以類似于實例7的方式進行針刺，且不穿過烘箱。針刺會將所述墊加固成自支承幅材。當在使用2kg砝碼的情況下測量時，由此形成的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約4. 8cm。因而在該實例中，針刺導(dǎo)致纖維墊的厚度減小約37%。實例 13材料和設(shè)備以類似于實例12的方式使用，不同的是，無機纖維由被認為在約50重量％的E-玻璃和約50重量％的礦棉的范圍內(nèi)的共混混合物組成。E-玻璃以商品名GF1200從美國北卡羅來納州林伍德(Linwood)的弗格森公司(Ferguson)商購獲得。礦棉以商品名Fibrox 300從加拿大魁北克省的碳化娃纖維科技公司(Fibrox Technology)商購獲得。石墨以特定比率添加，該比率未被記錄，但被認為基于幅材的重量，在約15重量％的石墨的范圍內(nèi)。估計纖維墊的剛沉積厚度為約5.1cm (在不用2kg砝碼的情況下測量)。針刺會將所述墊加固成自支承幅材。當在不使用2kg砝碼的情況下測量時，經(jīng)針刺的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約4. Scm0因而在該實例中，針刺導(dǎo)致纖維墊的厚度減小約6%。實例 14材料和設(shè)備以類似于實例11的方式使用，不同的是，不使用有機粘結(jié)劑或石墨，且剩余組分的比率為約5重量％的長玄武巖纖維(其未經(jīng)事先通過成形室而開松)和約95重量％的陶瓷纖維。將沉積的纖維墊置于單獨的載體上并移動到單獨的設(shè)備以進行針刺。針刺單元由德國埃伯巴赫(Eberbach)的迪樂集團(Dilo Group)制造。載體上的纖維墊以約2. 8m/min的速度進給通過針刺單元。在進入針刺單元的前一刻，纖維墊在輥之間移動，所述輥一定程度地從剛沉積的高度壓縮所述纖維墊。該針刺單元由可以商品名15X 18X 32X 3. 5RB F209-6NK/CC得自威斯康辛州馬尼托沃克的福斯特針公司(FosterNeedle, Manitowoc, WI)的類型的針的陣列組成。隨著纖維墊穿過針刺單元，該纖維墊以約 100擊/分鐘的速率受到針刺。估計墊以約5. I刺/平方厘米的密度受到針刺。僅從一側(cè)進行針刺。針刺使得墊加固成自支承的幅材(墊不通過烘箱)。如此形成的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約I. 3cm。實例15材料和設(shè)備以類似于實例2的方式使用，不同的是，無機纖維包括約100重量％的礦棉纖維。添加約10重量％的有機粘結(jié)劑纖維。不存在石墨。估計纖維墊的剛沉積厚度為約 10. 1cm。如實例2所述，纖維墊被送入烘箱中。烘箱出口處的輥被設(shè)置成不壓縮幅材。但是，幅材被卷繞起來以進行儲存，注意，卷繞幅材的動作將產(chǎn)生一些永久性壓縮。由此形成的重力成網(wǎng)無機纖維幅材的最終厚度為約5. 8cm。幅材的堆密度為約O. 12克/cm3。實例16材料和設(shè)備以類似于實例I的方式使用，不同的是，烘箱出口處的輥被設(shè)置成將幅材壓縮到厚度為約I. 2cm。如此形成的幅材的最終厚度為約4.4cm。幅材的堆密度為約
O.038 克 /cm3。實例17材料和設(shè)備以類似于實例I的方式使用，不同的是，不使用石墨或有機粘結(jié)劑，且剩余組分的比率為約20重量％的玄武巖和約80重量％的陶瓷纖維。初沉積的墊厚度為約
3.8cm。獲得硅酸鈉在水中的溶液(偏硅酸二鈉，CAS 6834-92-0，產(chǎn)品#SI1708，來自路易斯安那州巴吞魯日的Baddley化學公司(Baddley Chemicals, Inc. Baton Rouge, La)；自所收到的57%固體的濃縮物用水以3:1的濃縮物水比率稀釋)。在墊離開成形室后，手動地向墊的頂部表面上噴射硅酸鈉溶液。然后將墊翻轉(zhuǎn)過來并向墊的另一表面上噴射硅酸鈉溶液。然后將墊送經(jīng)烘箱。烘箱出口輥不接觸幅材。在不同的幅材樣品上使用不同的硅酸鈉負載量，估計為約14%的干燥硅酸鈉(無機粘結(jié)劑)/幅材總重量、約6%和少于約2%。在所有情況下，如此形成的幅材的最終厚度為約3. 8cm,堆密度為約0. 045克/cm3。上述測試和測試結(jié)果僅旨在舉例說明而并非預(yù)測，且測試工序的變型可預(yù)計得到不同的結(jié)果。實例部分中的所有定量值均應(yīng)理解為根據(jù)所用工序中涉及的通常所知公差的近似值。給出上述詳細說明及實例僅為清楚地理解本發(fā)明。這些說明和實例不應(yīng)被理解成對本發(fā)明進行不必要的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而 易見的是，本文所公開的具體示例性結(jié)構(gòu)、特征、細節(jié)、構(gòu)造等在許多實施例中可修改和/或組合。發(fā)明人所設(shè)想的所有此類變型和組合均在所構(gòu)思的發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)限于本文所述的具體說明性結(jié)構(gòu)，而應(yīng)由權(quán)利要求書的語言所描述的結(jié)構(gòu)以及這些結(jié)構(gòu)的等同形式來限定。如果在本說明書和通過引用而并入本文的任何文件中的公開內(nèi)容之間存在沖突或矛盾之處，則以本說明書為準。
權(quán)利要求
1.一種制備重力成網(wǎng)無機纖維幅材的方法，所述方法包括 向成形室中引入無機纖維，所述成形室包括多個以至少一排提供在所述成形室內(nèi)的纖維分離輥，且所述成形室包括移動的環(huán)形帶篩網(wǎng)； 用所述纖維分離輥來機械地分離所述無機纖維中的至少一些無機纖維； 通過所述移動的環(huán)形帶篩網(wǎng)來捕獲所述無機纖維的任何殘余的團聚物，并將所捕獲的團聚物返回到所述纖維分離輥，以由所述纖維分離輥機械地分離； 將所述機械分離的無機纖維聚集成重力成網(wǎng)無機纖維墊； 將所述重力成網(wǎng)無機纖維墊從所述成形室中取出； 和 加固所述重力成網(wǎng)無機纖維墊以形成重力成網(wǎng)無機纖維幅材。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述方法包括向所述成形室中引入至少兩種不同類型的無機纖維并在所述成形室內(nèi)共混所述纖維，以收集到包含所述至少兩種不同類型的無機纖維的共混物的重力成網(wǎng)無機纖維墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述加固包括針刺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進一步包括向所述無機纖維或向所述重力成網(wǎng)無機纖維墊添加至少一種粘結(jié)劑，其中所述加固包括活化所述粘結(jié)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進一步包括將至少一種無機粒狀添加劑引入所述成形室中，并將所述添加劑與所述無機纖維混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述無機粒狀添加劑包括膨脹助劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述無機粒狀添加劑包括吸熱添加劑，所述吸熱添加劑包括能在200°C和600°C之間的溫度下釋出水的無機化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述無機粒狀添加劑包括絕緣添加劑。
9.一種重力成網(wǎng)無機纖維幅材。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機纖維幅材，其中所述幅材為包含至少兩種類型的無機纖維的共混物的共混纖維幅材。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機纖維幅材，其中所述幅材中基本上所有的無機纖維為生物可溶性陶瓷纖維。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機纖維幅材，其中所述幅材中至少約5重量％的無機纖維為長玄武巖纖維。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機纖維幅材，其中所述無機纖維中的至少一些為長度為至少5cm的長無機纖維。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無機纖維幅材，其中所述幅材包含無機粒狀添加劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無機纖維幅材，其中所述無機粒狀添加劑包括膨脹助劑。
16.一種增強隔板中的貫穿式開口的防火性的方法，所述方法包括向所述貫穿式開口中至少部分地插入至少一個包含重力成網(wǎng)無機纖維幅材的制品。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述制品為防火填料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述無機纖維幅材和構(gòu)成其的填料是可手撕的。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述制品為防火柔性帶。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述無機纖維幅材包含膨脹助劑和吸熱添加劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中細長物體或大體對齊的細長物體集合穿過所述貫穿式開口，且其中所述柔性帶在所述貫穿式開口內(nèi)至少部分地周向環(huán)繞所述細長物體或物體集合的細長長度的至少一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述柔性帶至少部分地布置在套管內(nèi)作為所述貫穿式開口的擋火用設(shè)備的一部分。
23.—種增強細長物體或大體對齊的細長物體集合的防火性的方法，所述方法包括沿著所述物體或物體集合的細長長度的至少一部分，至少部分地周向地繞所述物體或物體集合纏繞至少一個包含重力成網(wǎng)無機纖維幅材的制品。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述細長物體或大體對齊的細長物體集合包括一個或多個電纜、線材、管道、電纜管道、電纜托架、導(dǎo)線管、防護罩或結(jié)構(gòu)鋼的橫梁，且其中所述制品為防火柔性帶。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述柔性帶與所述細長物體的至少一部分或所述細長物體集合中的至少一個細長物體的至少一部分接觸。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述柔性帶包含含金屬的面料。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述柔性帶包含含粘合劑的面料。
全文摘要
本發(fā)明公開了重力成網(wǎng)無機纖維幅材及制備和使用方法。重力成網(wǎng)工藝包括機械地分離無機纖維和將所述纖維收集為幅材，并可包括共混多種類型的無機纖維和/或共混無機粒狀添加劑與所述纖維。
文檔編號D04H1/72GK102869822SQ201180021863
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者約翰·J·羅杰斯, 拉烏賽·拉勞什, 喬治·W·弗羅斯特 申請人:3M創(chuàng)新有限公司