BE1009485A3 - Textielstof omvattende bundels geschaafde metaalfilamenten. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een textielstof omvattende bundels uit metaalfilamenten verkregen door een schaafbewerking, met een equivalente filamentdiameter tussen 15 en 150 um en waarbij de filamenten nagenoeg evenwijdig in de bundels is gerangschikt zijn. Ze betreft ook een werkwijze ter vervaardiging van de stof, in het bijz. door vlakbreien en de toepassing ervan als membran voor gasbranders.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    TEXTIELSTOF OMVATTENDE BÜNDELS GESCHAAFDE METAALFILAMENTEN.    



  De uitvinding betreft een textielstof die door schaven verkregen metaalfilamentbundels omvat. 



  Het is bekend uit het US octrooi 4 930 199 dunne metaalfilamenten te vervaardigen door ze af te schaven van het kopvlak van de op een doorn opgewikkelde dunne metaalfolie. Hierbij wordt dus een bundel nagenoeg evenwijdige filamenten verkregen met overwegend een vierhoekige doorsnede waarvan de equivalente doorsnede ligt tussen 15 en 150 pm al naar gelang de dikte van de folie en de snijspoed van de schaafbeitel. Met equivalente diameter is hier bedoeld de diameter van de cirkel die dezelfde oppervlakte heeft als de vierhoekige dwarsdoorsnede van het filament. 



  Daar deze geschaafde filamenten vaak een lagere treksterkte bezitten en minder rechtlijnig zijn dan getrokken filamenten zijn ze moeilijk door twisten aan de gangbare snelheden tot filamentgarens te verwerken. 



  De uitvinding heeft dus tot doel een textielstof te verschaffen omvattende niet of weinig getwiste bundels dunne metaalfilamenten of metaalvezels die verkregen zijn door een schaafbewerking. De term textielstof slaat hier op een structuur die een opeenvolging van mazen of openingen omvat en maasbegrenzende   filamentbundels.   zoals bv. geweven. gebreide. geknoopte. gevlochten of getufte struc-turen. 



  De uitvinding heeft overigens tot doel een werkwijze te verschaffen ter vervaardiging van een textielstof uit genoemde bundels dunne filamenten of vezels waarbij een twistbewerking op de bundels vermeden wordt. De nogal volumineuze bundel uit nagenoeg parallelle filamenten die door de schaafmachine afgeleverd wordt moet dus op een andere manier verdicht worden teneinde achteraf door breien. weven. vervlechten. knopen of tuften tot een textielstof te kunnen verwerkt worden. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

   Wanneer   het initieel volumineuze karakter van de afgeschaafde bundel achteraf in de textielstof enigszins moet kunnen hersteld worden zal bovendien het effect van deze verdichtings-of consolidatiebehandeling tenminste gedeeltelijk moeten kunnen opgeheven worden.

   Voor bepaalde toepassingen is het namelijk de bedoeling een relatief volumineus karakter in de textielstof te bewerkstelligen of te bewaren bv. met het oog op het realiseren van een zekere soepelheid in de stof. 



  De uitvinding verschaft dus een textielstof omvattende bundels uit metaalfilamenten verkregen door een   schaafbewerking.   met een equivalente filamentdiameter tussen 15 en 150 pm en waarbij de filamenten nagenoeg evenwijdig in de bundels gerangschikt zijn. De   term "filamenten" slaat hierbij zowel   op continu filamenten als op stapelvezels. 



  De werkwijze volgens de uitvinding ter vervaardiging van de textielstof omvat het consolideren van de geschaafde filament-of vezelbundels door een bindmiddel en het verwerken van de geconso-   l deerde bundels   tot textielstof door bv. weven, breien of vervlechten. Indien gewenst kan dit bindmiddel achteraf verwijderd worden bv. om het eventueel oorspronkelijk volumineus karakter van de bundel   tenminste   gedeeltelijk te herstellen. Met de term bindmiddel wordt hier bedoeld enerzijds een zelfdragend draad-of lintvormig voorwerp dat bv. als binddraad spiraalvormig omheen de bundel kan gewikkeld worden (guiperen). Anderzijds kan het bv. een lijm zijn waarmee de bundel is bekleed of omhuld.

   Naargelang zijn samenstelling kan het bindmiddel bv. door oplossen, afsmelten. verdampen. uitvriezen, oxideren of afbranden, pyrolyseren, carboniseren, of via andere chemische reacties verwijderd worden. 



  De uitvinding betreft tevens de door schaven verkregen metaalfilament- of vezelbundel op zich die met een bindmiddel is geconsolideerd en die   o. m.   in de werkwijze voor het vervaardigen van de textielstof kan aangewend worden. De textielstof volgens de uitvinding kan voor een brede waaier van toepassingen ingezet worden in functie van een geschikt gekozen samenstelling. structuur en eigenschappen van de metaalfilamenten. van de bundels, 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 eventueel van het bindmiddel en van de   uiteindelijke   opbouw van de textielstof. 



  De metaalfilamenten in de bundels kunnen uit koper, messing, titaan. roestvaste staalsoorten, nikkellegeringen en andere specifieke staalsoorten bestaan die bv.   chroom. aluminium   en/of nikkel en 0. 05 tot 0. 3% gew. yttrium, cerium, lanthaan of titaan bevatten. Deze laatsten zijn zeer goed bestand tegen hoge temperaturen (Fecralloy, Nicralloy. Aluchrome) en dus inzetbaar   o. a.   in brandermembranen zoals hieronder zal worden toegelicht. Als de   opgewikkelde metaalfolies,   waarvan de filamenten moeten worden afgeschaafd. een deklaag bezitten uit een andere verschaafbare samenstelling dan deze van de folie zelf, dan verkrijgt men dus bij het afschaven bi- of multicomponentfilamenten. 



  Bij het consolideren van de bundel met bv. een binddraad zoals hiervoor beschreven kan men desgewenst parallel aan de metaalbundel een of meer andere filamenten of garens onder de binddraad invoegen teneinde de verwerkbaarheid te verbeteren tot textielstof of om tegemoet te komen aan specifieke gebruikseisen voor de aldus verkregen heterogene bundel en/of voor de uiteindelijke textielstof. Het is ook mogelijk heterogene textielstoffen te vervaardigen door naast (en los van) geconsolideerde metaalfilamentbundels andere garenstructuren in de stof te verwerken. Textielstoffen kunnen ook een heterogeen karakter bezitten door, al dan niet in combinatie met de toepassing van diverse soorten garens en/of metaalfilamentbundels, doorheen hun dikte en/of in hun oppervlak begrensde zones in te bouwen met onderling verschillende structuur.

   Deze deel structuren kunnen dan   onderling verschillen in   rekbaarheid. samendrukbaarheid. dichtheid, harigheid. gladheid. stijfheid enz. Dergelijke structuren kunnen   o. a.   geproduceerd worden met vlakbreimachines van het type CMS 440 van de firma Stoll (Duitsland) of   MC7   van de firma Universal. 



  De geconsolideerde bundels kunnen als ketting en/of inslagmateriaal ingezet worden voor allerhande weefprocessen. Ze kunnen tot een netwerk gevlochten worden, getuft worden of verbreid worden tot   inslag-of kettingbreistoffen   op   rond- of vlakbreimachines   en 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 kettingbreimachines inclusief Rachel-machines. Het gewicht van de stof kan liggen tussen 300 en 2500 g/m2. Genoemde bundels kunnen volgens een   voorkeursuitvoering   verwerkt worden tot een dubbelbeds vlak- of rondgebreide structuur. bv. om oprollen van de stofranden tegen te gaan. 



  De uitvinding betreft in het bijzonder specifieke gebreide stoffen uit metaalfilamenten of vezels die bestand zijn tegen hoge temperaturen en waarvan verrassenderwijze gebleken is dat ze uitstekend toegepast kunnen worden als brandermembranen in gasbranders, zowel voor oppervlakte-stralingsregimes (vanaf 100 KW/m2) als voor blauwe-vlamregimes (tot 10 000 KW/m2). 



  Een en ander zal thans aan de hand van een   aantal mogel i jke   uitvoeringsvormen toegelicht worden voor een breistof die bv. gebruikt kan worden als brander-membraan. 



  Er wordt een filamentbundel met metrisch nummer (Nm) tussen   0. 2   en 0. 4 vervaardigd uit een Fecralloy-legering met   0. 1 %   gew. yttrium volgens de schaafmethode beschreven in het   US-octrooi   4 930 199. 



  De toepassing van door gebundeld trekken verkregen metaalvezels uit deze legeringen in brander-membranen is op zich bekend uit bv. het Europees octrooi 0 390 255 van aanvraagster. De equivalente filamentdiameter van de thans voorgestelde geschaafde vezels bedraagt tussen 25 en   50.   bv. ongeveer 36 pm. Een aantal van deze bundels wordt samengevoegd en op een rekwerk gebroken tot een vezellont. Een aantal lonten worden vervolgens opnieuw samengevoegd en weer na een rekbewerking geconsolideerd door de aldus verkregen bundel nagenoeg parallelle vezels in een zgn. guipeerinrichting te omwikkelen met bv. een synthetisch continu filament (als bindmiddel) met een wikkelspoed tussen 200 en 500 t/m. Vlak voor het guiperen kan op het rekwerk tussen de lonten eventueel een kerndraad ingevoegd worden.

   Het metaalaandeel in deze geconsolideerde bundel ligt bij voorkeur tussen Nm 2 en 5. 



  De aldus geconsolideerde bundels worden op een vlakbreimachine (gauge 6 tot 12) tot een dubbelbeds gebreide structuur verwerkt om een achteraf opkrullen van de doekranden beter te kunnen 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 vermijden. De gebreide stof heeft een dikte van ongeveer 2 mm en een gewicht van 800 tot 1500 g/m2. De opbouw van de breistructuur kan vrij eenvoudig zijn (bv. interlock en tourrond op een deling 7). Tijdens het breien kunnen synthetische steundraden meegegeven worden om het breiproces te versoepelen. Het bindmiddel (en de eventuele andere niet metallische draden) worden vervolgens door afbranden verwijderd en er blijft dus een breistof over waarin de voluminositeit van de oorspronkelijke geschaafde bundel tendele hersteld wordt.

   Het kan ook nuttig zijn het gebreide doek, na   verwijdering   van het bindmiddel te wal sen of isostatisch te persen bv. om een nog gelijkmatiger permeabiliteit te realiseren in het doek. 



  Deze breistof wordt nu op de bekende manier als vlak membraan op een raamwerk bevestigd dat ter hoogte van het vlamfront in de behuizing van een premix-gasbrander gemonteerd wordt. De brander wordt gevoed door een gebruikelijk   propaan/lucht-mengsel   (met respectievelijk een   stoechiometrische   mengverhouding en met een luchtovermaat. Hij wordt langdurig in bedrijf gezet met opeenvolgende cyclussen van een oppervlaktestralingsregime tot een blauwe vlamregime en met plotse onderbrekingen tussenin. Hierbij blijkt dat de gasdoorlaatbaarheid van het doek een gelijkmatig verbrandingsfront toelaat, zonder vlamterugslag en zonder fluittonen te genereren bij hoge debieten. Dit wijst dus op een goede temperatuurs-scheiding tussen toevoer-en afvoerzijde van het gas doorheen het membraan.

   Bij bedrijf blijven de emissiewaarden voor CO en NOx overigens laag. Een geperst of gewalst membraandoek kan eventueel aanbevolen worden. 



  Deze gebreide structuur biedt het voordeel t. o. v. de gebruikelijke   gesinterde-vliesmembranen   dat ze soepel is. Het bekende uitzettingsprobleem van de stijve gesinterde membraanplaten wordt dus vermeden. Overigens zijn de gebreide doeken leverbaar in grote oppervlakten in opgewikkelde vorm, hetgeen toelaat de verliezen door versnijden laag te houden. Indien gebreide Rachel-doeken toegepast worden zal de maasopening tussen 0. 5 en 5   mm   moeten liggen. Men kan eventueel de maasdichtheid in bepaalde oppervlaktezones van het membraan laten afwijken van deze in de 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 aangrenzende zones om zodoende plaatselijk in het membraan andere brandregimes te   cre ren.   afhankelijk van de toegepaste gasdebieten. 



  Men kan in het kader van de uitvinding ook overwegen gebreide Bekitherm-doeken (bv. types KNC1. KNC3) van aanvraagster in te zetten als brandermembraan. In deze doeken gaat men uit van metaalvezels (uit bv. Fecralloy) die verkregen zijn door een proces van gebundeld trekken zoals beschreven bv. in het   US-octrooi   3 379 000 en met een equivalente diameter tussen 4 en 50 pm. Deze na beitsen van het bundelcomposiet verkregen bundel parallele metaalfilamenten kan versponnen worden tot garen. Deze bundels kunnen echter ook voor het verbreien door binddraden omwikkeld worden volgens de werkwijze van de uitvinding. Eventueel kunnen twee of meer garens of omwikkelde bundels samengetwijnd worden voor het verbreien of verweven voor het realiseren van de gewenste garentiters.

   De garens of omwikkelde bundels uit gebun-   deld   getrokken metaalvezels kunnen natuurlijk ook verwerkt worden op een vlakbreimachine tot een dubbelbedsstructuur zoals hierboven beschreven voor de bundels uit geschaafde vezels. Voor andere toepassingen dan in brandermembranen zullen natuurlijk weer andere metaalgrondstoffen in aanmerking kunnen komen.

Claims (15)

1. CONCLUSIES 1. Een textielstof omvattende bundels uit metaalfilamenten verkregen door een schaafbewerking, met een equivalente filamentdiameter tussen 15 en 150 Mm en waarbij de filamenten nagenoeg evenwijdig in de bundels gerangschikt zijn.
2. 2. Een textielstof volgens conclusie 1 met het kenmerk dat ze gebreid is en een gewicht bezit tussen 300 en 2 500 g/m2.
3. 3. Een texielstof volgens conclusie 1 met het kenmerk dat ze door walsen of isostatisch persen is verdicht.
4. 4. Een textielstof volgens conclusie 2 met het kenmerk dat ze een dubbelbeds vlak-of rondgebreide structuur bezit. EMI7.1
5. 5. Een vlakgebreide de equivalente filamentdoormeter ligt tussen 25 en 50 Mm en waar- bij het metaalaandeel in de bundels ligt tussen Nm 2 en 5.
6. 6. Een textielstof volgens conclusie 5 met een gewicht tussen 800 en 1500 g/m2.
7. 7. Een textielstof volgens conclusie 1 omvattende bundels roestvaste staalfilamenten.
8. 8. Een textielstof volgens conclusie 1 omvattende bundels titanium filamenten.
9. 9. Een textielstof volgens conclusie 1 omvattende filamenten uit gelegeerde staalsoorten die chroom, aluminium en 0. 05 tot 0. 3 % gew. Yttrium bevatten.
10. 10. Een werkwijze voor het vervaardigen van de textielstof volgens conclusie 1 omvattende het consolideren van de filamentbundels door een bindmiddel en het verwerken van de geconsolideerde bundels tot textielstof door weven, breien of vervlechten. <Desc/Clms Page number 8>
11. 11. Een werkwijze volgens conclusie 10 waarbij het bindmiddel achteraf uit de textielstof verwijderd wordt.
12. 12. Een met bindmiddel geconsolideerde metaalvezelbundel voor toepassing in de werkwijze volgens conclusie 10.
13. 13. Een met bindmiddel omwikkelde bundel uit nagenoeg evenwijdig gerangschikte geschaafde metaalfilamenten met een equivalente filamentdoormeter tussen 25 en 50 pm en waarin het metaalaandeel in de bundel ligt tussen Nm 2 en 5.
14. 14. De toepassing van een textielstof volgens conclusie 9 als membraan voor gasverbranding.
15. 15. De toepassing van een textielstof volgens conclusie 6 als membraan voor gasverbranding omvattende filamenten uit gelegeerde staalsoorten die chroom. aluminium en 0. 05 tot 0. 3 t gew. yttrium bevatten.