耐热隔离织物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐热隔离织物(例如可用于车玻璃的生产中)的领域。本发明的耐热隔离织物包含不锈钢纤维。这样的织物可用来覆盖模具、环和输送辊(例如，在车玻璃工业中)以避免模具、环和输送棍与热玻璃面板(glass panel)或产品之间的直接接触。
【背景技术】
[0002]包含不锈钢纤维的耐热隔离织物是已知的(参见例如W000/40792和W02011/117048)。这样的织物被例如用在车玻璃(所谓的汽车玻璃板(lite))的生产中以避免工具(模具、环、辊)与热玻璃之间的直接接触。所述织物可由100%的不锈钢纤维构成(例如，在JP2001164442A2中)，或可为不锈钢纤维与其它纤维(例如，在W099/47738A1中)、例如与玻璃纤维或与聚(对-亚苯基-2，6-苯并双噁唑)纤维(对于后者，参见W000/61508A1)的共混物。包含不锈钢纤维的织物具有寿命长且耐温性好的有益效果。
[0003]现有技术中包含钢纤维的耐热隔离织物的一个问题在于第一次使用时需要磨合时间。在模具上装配新的耐热隔离织物后，使用其制成的第一批汽车玻璃板(车玻璃面板)不具有最佳质量并常常需要扔弃。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于提供包含不锈钢纤维的改进的耐热隔离织物。本发明的一个特定目的在于提供这样的织物，其允许在用耐热隔离织物覆盖工具如模具、辊或环来启动生产时改进玻璃产品(例如，车玻璃产品)的质量(且尤其是光学质量)。
[0005]本发明的第一方面是一种包含不锈钢纤维的耐热隔离织物。所述不锈钢纤维由包含超过12重量％ (且优选地，超过18重量％ )铬的合金制成。所述不锈钢纤维包含氧化皮，其中在氧化皮的5nm深度处Cr的原子百分数除以在所述氧化皮的5nm深度处Cr与Fe的原子百分数总和并乘以100所表达的百分数高于30%，优选高于40%。
[0006]在氧化皮的指定深度(意思是距离不锈钢纤维的氧化皮层的表面的深度)处元素Cr与Fe的原子百分数可通过XPS(X-射线光电子能谱)使用溅射测量在不同深度处的元素组成而确定。
[0007]令人惊奇的是，本发明的织物甚至在氧化皮覆盖不锈钢纤维的整个表面时和在氧化皮相当厚时都是足够柔韧的，因为所述织物可甚至容易地悬挂在双曲面模具上。当将本发明的耐热隔离织物用作车玻璃生产中的工具(例如，模具、辊或环)的覆盖物时，在用新的覆盖物启动生产时的车玻璃质量将大幅改进。当需要制造小批的车玻璃产品时，这尤其重要，因为该制造可能导致工具覆盖物的频繁改变。在这样的情况下，工具覆盖物的寿命较不重要；然而，有利的是从用新的覆盖物启动生产开始，即产生良好质量的车玻璃产品。
[0008]在优选的实施方案中，不锈钢纤维由奥氏体不锈钢合金制成。
[0009]优选地，不锈钢纤维包含超过16重量％的铬，并优选地少于28重量％的铬。
[0010]优选地，所述合金包含超过6重量％的镍、更优选超过15重量％的镍。优选地，所述合金包含少于25重量％的镍。
[0011]例如，由ASTM A313的300系列合金制成的不锈钢纤维可有利地用于本发明。用于本发明的合金的优选实例有316、316L和347 (根据ASTM A313)。
[0012]优选地，不锈钢纤维的当量直径大于4 μ m，优选地大于6 μ m。
[0013]优选地，不锈钢纤维的当量直径小于25 μm，优选地小于20 μm，更优选地小于15 μ mD
[0014]可有利地使用的纤维的当量直径的实例有6.5μπι、8μπι、12μπι和22 μm。
[0015]当量直径指具有与纤维的横截面的表面积相同的表面积的圆的直径，其中纤维不一定具有圆形横截面。
[0016]优选地，不锈钢纤维经由集束拉拔(bundled drawing)制成。
[0017]优选地，不锈钢纤维具有离散长度(例如，经由集束拉拔的纤维束的拉断获得的纤维)并被纺成纱。
[0018]优选地，耐热隔离织物包含形成双股纱或三股纱的不锈钢纤维。
[0019]在一个优选的实施方案中，从表面直至在距离纤维表面最小25nm的深度处(且优选地直至最小40nm的深度处，且更优选地直至最小60nm的深度处)，不锈钢纤维在氧化皮中具有的Cr原子百分数除以氧化皮的Cr与Fe的原子百分数总和再乘以100，高于30%，优选地高于40%。在用作将与热玻璃产品接触的工具的覆盖物时，根据这样的实施方案的耐热隔离织物具有甚至更好的启动行为。
[0020]在一个优选的实施方案中，氧化皮覆盖不锈钢纤维的整个表面。不锈钢纤维的全部表面被氧化皮的完全覆盖将增强耐热隔离织物的启动益处。
[0021 ] 在一个优选的实施方案中，如在循环动电位极化中所测得，耐热隔离材料的电流平台(current plateau)的电位范围为至少0.18V0
[0022]循环动电位极化是可用来评估是否本发明的耐热织物的不锈钢纤维的全部表面被氧化皮覆盖的测试。电流平台的电位范围的优选最小值为不锈钢纤维被氧化皮完全覆盖的指不，并有助于耐热隔尚材料的改进的有益的启动彳丁为。
[0023]循环动电位极化(CCP)是一种电化学技术，其为专业从事电化学的实验室中一种相当简单的常规技术。此技术基于动电位阳极测量法，如标准ASTM 65-94(2004)和ASTM661-86(2009)中所描述的。在该测试中，在用作工作电极的样品与惰性对电极(例如，碳、金或铂电极)之间施加电压。使电压以恒定的增量连续地增大，产生以伏特/分钟或伏特/秒表达的扫描速率。在向样品施加电压时，记录样品与惰性对电极之间的电流。使用称为恒电位仪的仪器使电位相对于参比电极以连续、常常缓慢的速率渐变。通常，先以恒定的速率提高电位(正向扫描)。在一定的选定最大电流或电压下逆转扫描方向并在反向或逆向中以相同的速率继续进行。于另一选定电压下终止扫描。在测试过程中，测量电流。可作施加电压与测得的电流的对数之间的关系图。
[0024]电压测量与如A.D.McNaught和A.Wilkinson编撰的《IUPAC化学术语汇编(IUPACCompendium of Chemical Terminology)》第 2 片反(“金书”)，Blackwell ScientificPublicat1ns，牛津(1997)XML 在线修正版 http://goldbook.1upac.0rg/S05917.html 中描述的标准氢电极(SHE)比较。然而对于实际应用，可采用标准化实验室参比电极如甘汞(SCE)或银/氯化银(Ag/AgCl)电极。
[0025]对于在本发明的框架内进行的测试，遵循标准ASTM G5-94 (2004)和ASTMG61-86 (2009)。对于测试，其中浸没电极的电解质包含在40/60体积比的水/乙醇混合物中的5重量％ NaCl。乙醇用在电解质中是为了确保样品材料的完全润湿，因为材料的不完全润湿将导致电压的错误测量。使用HC1调节电解质的pH至2。作为参比电极，使用Ag/AgCl (0.22V，相对于标准氢电极(SHE))。测试中使用的扫描速率为5mV/s。电位值与标准氢电极(SHE)比较。
[0026]电流平台的电位范围为电位-电流对数曲线中在电位与电流对数之间显示出线性关系(如两个拐点之间所限定)的第一部分中的电位范围。电流平台在ASTM63-89(2010)中的图4中被描述为“钝化区”。本发明的织物的电流平台的电位范围示于本专利申请的图2中(在图2中以F指示)并在两个拐点之间测量。
[0027]击穿电位为电流平台末端处的电位，在这里，电位-电流对数曲线显示出拐点。击穿电位示例在图2中(以Η指示)。
[0028]在一个优选的实施方案中，如在循环动电位极化中所测量，与标准氢电极(SHE)相比，耐热隔离材料的击穿电位高于0.55V，优选地高于0.60V。击穿电位的优选最小值为不锈钢纤维被氧化皮完全覆盖的指示，并有助于耐热隔离材料的改进的有益的启动行为。
[0029]在本发明的一个优选实施方案中，耐热隔离织物由不锈钢纤维构成。
[0030]在本发明的一个实施方案中，耐热隔离织物包含超过一种纤维类型，例如，不锈钢纤维与玻璃纤维或聚(对-亚苯基_2，6-苯并双噁唑)纤维(ΡΒ0纤维)。可将共混物制成紧密共混物并用共混纤维纺纱，或者通过由胶合(plying)来合并来自一种纤维类型的纱，或者可在制备织物时通过例如针织(knitting)、织造(weaving)或编织(braiding)来合并不同的纱类型。
[0031]处理不锈钢纤维以产生氧化皮可在不锈钢纤维本身上或者在包含不锈钢纤