耐熱隔離織物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐熱隔離織物(例如可用于車玻璃的生產(chǎn)中)的領(lǐng)域。本發(fā)明的耐熱隔離織物包含不銹鋼纖維。這樣的織物可用來覆蓋模具、環(huán)和輸送輥(例如，在車玻璃工業(yè)中)以避免模具、環(huán)和輸送棍與熱玻璃面板(glass panel)或產(chǎn)品之間的直接接觸。
【背景技術(shù)】
[0002]包含不銹鋼纖維的耐熱隔離織物是已知的(參見例如W000/40792和W02011/117048)。這樣的織物被例如用在車玻璃(所謂的汽車玻璃板(lite))的生產(chǎn)中以避免工具(模具、環(huán)、輥)與熱玻璃之間的直接接觸。所述織物可由100%的不銹鋼纖維構(gòu)成(例如，在JP2001164442A2中)，或可為不銹鋼纖維與其它纖維(例如，在W099/47738A1中)、例如與玻璃纖維或與聚(對-亞苯基-2，6-苯并雙噁唑)纖維(對于后者，參見W000/61508A1)的共混物。包含不銹鋼纖維的織物具有壽命長且耐溫性好的有益效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中包含鋼纖維的耐熱隔離織物的一個(gè)問題在于第一次使用時(shí)需要磨合時(shí)間。在模具上裝配新的耐熱隔離織物后，使用其制成的第一批汽車玻璃板(車玻璃面板)不具有最佳質(zhì)量并常常需要扔棄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供包含不銹鋼纖維的改進(jìn)的耐熱隔離織物。本發(fā)明的一個(gè)特定目的在于提供這樣的織物，其允許在用耐熱隔離織物覆蓋工具如模具、輥或環(huán)來啟動生產(chǎn)時(shí)改進(jìn)玻璃產(chǎn)品(例如，車玻璃產(chǎn)品)的質(zhì)量(且尤其是光學(xué)質(zhì)量)。
[0005]本發(fā)明的第一方面是一種包含不銹鋼纖維的耐熱隔離織物。所述不銹鋼纖維由包含超過12重量％ (且優(yōu)選地，超過18重量％ )鉻的合金制成。所述不銹鋼纖維包含氧化皮，其中在氧化皮的5nm深度處Cr的原子百分?jǐn)?shù)除以在所述氧化皮的5nm深度處Cr與Fe的原子百分?jǐn)?shù)總和并乘以100所表達(dá)的百分?jǐn)?shù)高于30%，優(yōu)選高于40%。
[0006]在氧化皮的指定深度(意思是距離不銹鋼纖維的氧化皮層的表面的深度)處元素Cr與Fe的原子百分?jǐn)?shù)可通過XPS(X-射線光電子能譜)使用濺射測量在不同深度處的元素組成而確定。
[0007]令人驚奇的是，本發(fā)明的織物甚至在氧化皮覆蓋不銹鋼纖維的整個(gè)表面時(shí)和在氧化皮相當(dāng)厚時(shí)都是足夠柔韌的，因?yàn)樗隹椢锟缮踔寥菀椎貞覓煸陔p曲面模具上。當(dāng)將本發(fā)明的耐熱隔離織物用作車玻璃生產(chǎn)中的工具(例如，模具、輥或環(huán))的覆蓋物時(shí)，在用新的覆蓋物啟動生產(chǎn)時(shí)的車玻璃質(zhì)量將大幅改進(jìn)。當(dāng)需要制造小批的車玻璃產(chǎn)品時(shí)，這尤其重要，因?yàn)樵撝圃炜赡軐?dǎo)致工具覆蓋物的頻繁改變。在這樣的情況下，工具覆蓋物的壽命較不重要；然而，有利的是從用新的覆蓋物啟動生產(chǎn)開始，即產(chǎn)生良好質(zhì)量的車玻璃產(chǎn)品。
[0008]在優(yōu)選的實(shí)施方案中，不銹鋼纖維由奧氏體不銹鋼合金制成。
[0009]優(yōu)選地，不銹鋼纖維包含超過16重量％的鉻，并優(yōu)選地少于28重量％的鉻。
[0010]優(yōu)選地，所述合金包含超過6重量％的鎳、更優(yōu)選超過15重量％的鎳。優(yōu)選地，所述合金包含少于25重量％的鎳。
[0011]例如，由ASTM A313的300系列合金制成的不銹鋼纖維可有利地用于本發(fā)明。用于本發(fā)明的合金的優(yōu)選實(shí)例有316、316L和347 (根據(jù)ASTM A313)。
[0012]優(yōu)選地，不銹鋼纖維的當(dāng)量直徑大于4 μ m，優(yōu)選地大于6 μ m。
[0013]優(yōu)選地，不銹鋼纖維的當(dāng)量直徑小于25 μm，優(yōu)選地小于20 μm，更優(yōu)選地小于15 μ mD
[0014]可有利地使用的纖維的當(dāng)量直徑的實(shí)例有6.5μπι、8μπι、12μπι和22 μm。
[0015]當(dāng)量直徑指具有與纖維的橫截面的表面積相同的表面積的圓的直徑，其中纖維不一定具有圓形橫截面。
[0016]優(yōu)選地，不銹鋼纖維經(jīng)由集束拉拔(bundled drawing)制成。
[0017]優(yōu)選地，不銹鋼纖維具有離散長度(例如，經(jīng)由集束拉拔的纖維束的拉斷獲得的纖維)并被紡成紗。
[0018]優(yōu)選地，耐熱隔離織物包含形成雙股紗或三股紗的不銹鋼纖維。
[0019]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，從表面直至在距離纖維表面最小25nm的深度處(且優(yōu)選地直至最小40nm的深度處，且更優(yōu)選地直至最小60nm的深度處)，不銹鋼纖維在氧化皮中具有的Cr原子百分?jǐn)?shù)除以氧化皮的Cr與Fe的原子百分?jǐn)?shù)總和再乘以100，高于30%，優(yōu)選地高于40%。在用作將與熱玻璃產(chǎn)品接觸的工具的覆蓋物時(shí)，根據(jù)這樣的實(shí)施方案的耐熱隔離織物具有甚至更好的啟動行為。
[0020]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，氧化皮覆蓋不銹鋼纖維的整個(gè)表面。不銹鋼纖維的全部表面被氧化皮的完全覆蓋將增強(qiáng)耐熱隔離織物的啟動益處。
[0021 ] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，如在循環(huán)動電位極化中所測得，耐熱隔離材料的電流平臺(current plateau)的電位范圍為至少0.18V0
[0022]循環(huán)動電位極化是可用來評估是否本發(fā)明的耐熱織物的不銹鋼纖維的全部表面被氧化皮覆蓋的測試。電流平臺的電位范圍的優(yōu)選最小值為不銹鋼纖維被氧化皮完全覆蓋的指不，并有助于耐熱隔尚材料的改進(jìn)的有益的啟動彳丁為。
[0023]循環(huán)動電位極化(CCP)是一種電化學(xué)技術(shù)，其為專業(yè)從事電化學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中一種相當(dāng)簡單的常規(guī)技術(shù)。此技術(shù)基于動電位陽極測量法，如標(biāo)準(zhǔn)ASTM 65-94(2004)和ASTM661-86(2009)中所描述的。在該測試中，在用作工作電極的樣品與惰性對電極(例如，碳、金或鉑電極)之間施加電壓。使電壓以恒定的增量連續(xù)地增大，產(chǎn)生以伏特/分鐘或伏特/秒表達(dá)的掃描速率。在向樣品施加電壓時(shí)，記錄樣品與惰性對電極之間的電流。使用稱為恒電位儀的儀器使電位相對于參比電極以連續(xù)、常常緩慢的速率漸變。通常，先以恒定的速率提高電位(正向掃描)。在一定的選定最大電流或電壓下逆轉(zhuǎn)掃描方向并在反向或逆向中以相同的速率繼續(xù)進(jìn)行。于另一選定電壓下終止掃描。在測試過程中，測量電流?？勺魇┘与妷号c測得的電流的對數(shù)之間的關(guān)系圖。
[0024]電壓測量與如A.D.McNaught和A.Wilkinson編撰的《IUPAC化學(xué)術(shù)語匯編(IUPACCompendium of Chemical Terminology)》第 2 片反(“金書”)，Blackwell ScientificPublicat1ns，牛津(1997)XML 在線修正版 http://goldbook.1upac.0rg/S05917.html 中描述的標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)比較。然而對于實(shí)際應(yīng)用，可采用標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室參比電極如甘汞(SCE)或銀/氯化銀(Ag/AgCl)電極。
[0025]對于在本發(fā)明的框架內(nèi)進(jìn)行的測試，遵循標(biāo)準(zhǔn)ASTM G5-94 (2004)和ASTMG61-86 (2009)。對于測試，其中浸沒電極的電解質(zhì)包含在40/60體積比的水/乙醇混合物中的5重量％ NaCl。乙醇用在電解質(zhì)中是為了確保樣品材料的完全潤濕，因?yàn)椴牧系牟煌耆珴櫇駥?dǎo)致電壓的錯(cuò)誤測量。使用HC1調(diào)節(jié)電解質(zhì)的pH至2。作為參比電極，使用Ag/AgCl (0.22V，相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE))。測試中使用的掃描速率為5mV/s。電位值與標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)比較。
[0026]電流平臺的電位范圍為電位-電流對數(shù)曲線中在電位與電流對數(shù)之間顯示出線性關(guān)系(如兩個(gè)拐點(diǎn)之間所限定)的第一部分中的電位范圍。電流平臺在ASTM63-89(2010)中的圖4中被描述為“鈍化區(qū)”。本發(fā)明的織物的電流平臺的電位范圍示于本專利申請的圖2中(在圖2中以F指示)并在兩個(gè)拐點(diǎn)之間測量。
[0027]擊穿電位為電流平臺末端處的電位，在這里，電位-電流對數(shù)曲線顯示出拐點(diǎn)。擊穿電位示例在圖2中(以Η指示)。
[0028]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，如在循環(huán)動電位極化中所測量，與標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)相比，耐熱隔離材料的擊穿電位高于0.55V，優(yōu)選地高于0.60V。擊穿電位的優(yōu)選最小值為不銹鋼纖維被氧化皮完全覆蓋的指示，并有助于耐熱隔離材料的改進(jìn)的有益的啟動行為。
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，耐熱隔離織物由不銹鋼纖維構(gòu)成。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，耐熱隔離織物包含超過一種纖維類型，例如，不銹鋼纖維與玻璃纖維或聚(對-亞苯基_2，6-苯并雙噁唑)纖維(ΡΒ0纖維)?？蓪⒐不煳镏瞥删o密共混物并用共混纖維紡紗，或者通過由膠合(plying)來合并來自一種纖維類型的紗，或者可在制備織物時(shí)通過例如針織(knitting)、織造(weaving)或編織(braiding)來合并不同的紗類型。
[0031]處理不銹鋼纖維以產(chǎn)生氧化皮可在不銹鋼纖維本身上或者在包含不銹鋼纖