JPH11509278A - 機械加工された金属フィラメントの束を含む繊維構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、機械加工プロセスにより得られかつ１５〜１５０μｍの等価フィラメント直径を持つ金属フィラメントから作られた束を含む繊維構造物に関し、該フィラメントが該束中でほぼ平行な配列で配置される。それはまた、とりわけ平織により該構造物を製造するための方法、及びガスバーナー用膜としてのその使用法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 機械加工された金属フィラメントの束を含む繊維構造物 本発明は、機械加工又はシェービングにより得られる金属フィラメントの束を 含む繊維構造物に関する。 発明の背景 米国特許第４，９３０，１９９号明細書から、心棒の回りにぐるぐる巻かれた 薄い金属ホイルの端面から機械加工、シェービング又は切断により細い金属フィ ラメントを製造するための方法は公知である。これは、主に四辺形の断面を持つ ほぼ平行なフィラメントの束を製造し、その等価断面は、ホイルの厚み及びシェ ービング又は切断工具の切断速度に依存して、１５〜１５０μｍである。等価直 径とは、本明細書において、フィラメントの四辺形の断面と同一の表面積を持つ ところの円の直径を意味する。 これらの機械加工されたフィラメントはしばしば、引抜き加工されたフィラメ ントより低い引張強度を持ち、かつ引抜き加工されたフィラメントほど真っ直ぐ でない故に、これらは、通常の速度でよることによりフィラメントヤーンに加工 することが困難である。 発明の目的及び対象 それ故、撚られているとしてもほんの僅かであり、かつ機械加工プロセスによ り得られるところの細い金属フィラメント又は金属ファイバーの束を含む繊維構 造物（textile fabric)を提供することが、本発明の目的である。術語繊維構造物は、本明細書 において、一連のメッシュ又は開口及び、メッシュの境界を規定するところのフ ィラメント束を含むところの構造、例えば、織られ、編まれ、結ばれ、織り込ま れ又はタフテッドされた構造を言う。 更に、細いフィラメント又はファイバーの該束から繊維構造物を製造するため の方法において、該束への撚り作業が回避されている方法を提供することが、本 発明の目的である。機械加工装置により製造されたほぼ平行なフィラメントのか なり嵩張った束はそれ故、その後、編み、織り、編み組み、結び又はタフティン グにより繊維構造物に加工するために他の方法において圧縮され、又はコンパク ト化される必要がある。 更に、機械加工された束の初期の嵩張った特性が、後に繊維構造物においてい くらか復元される必要があり得るときはいつでも、このコンパクト化又は統合処 理の効果を逆にすることが少なくとも部分的に可能でなければならない。ある適 用のために、例えば、構造物においてある可とう性を達成するために繊維構造物 に比較的嵩張った特性を与え又は保持することが、まさに本発明の意向である。 それ故本発明は、機械加工プロセスにより得られた金属フィラメントの束を含 む繊維構造物において、これらのフィラメントは、１５〜１５０μｍの等価フィ ラメント直径を有し、かつ束中でほぼ平行な配列で配置されている繊維構造物を 提供する。術語「フィラメント」は、本明細書に おいて、連続するフィラメント及びステープルファイバーの両者を言う。 繊維構造物の製造のための本発明に従う方法は、機械加工されたフィラメント 又はファイバーの束を結合材により統合すること、かつ統合された束を例えば、 織り、編み又は編み組みにより繊維構造物に加工することを含む。所望なら、こ の結合材は、例えば、該束の元の嵩張った特性を少なくとも部分的に回復させる ために、後で取り除かれ得る。術語結合材とは、一方では、例えば、結合材とし て束の回りに螺旋形態で巻き付けられる得る（ラッピング）ところの、自己支持 型のフィラメント形状又はリボン形状の物体を意味する。他方では、それは、該 束がそれにより覆われるかまたは包まれるところの接着剤であり得る。その組成 に依存して、該結合材は、例えば、溶解、融解、蒸発、凍結、酸化若しくは燃焼 により、熱分解、炭化により、又は他の化学反応により除去され得る。 本発明はまた、機械加工により得られた金属フィラメント又はファイバーの束 自体に関し、それは、結合材により統合され、かつ例えば、繊維構造物を製造す るための方法において使用され得る。本発明に従う繊維構造物は、金属フィラメ ントの、（結合材のいくつかの場合において）束の、及び繊維構造物の最終的構 造の、組成、構造及び性質の適切な選択に夫々依存して、広い範囲の適用のため に使用され得る。 束中の金属フィラメントは、銅、黄銅、チタン、種々の タイプのステンレス鋼、ニッケル合金、及び例えば、クロム、アルミニウム及び ／又はニッケル及び０．０５〜０．３重量％のイットリウム、セリウム、ランタ ン又はチタニウムを含む他の特定のタイプの鋼であり得る。後者の鋼（ＦｅＣｒ 合金、ＮｉＣｒ合金、アルクローム（Aluchrome））は、高温に対して非常なる 耐性を有し、そしてそれ故、例えば下記において説明されるようなバーナー膜に おいて使用され得る。もし、フィラメントがそれから機械加工されなければなら ないところのぐるぐる巻かれた金属ホイルが、ホイル自体の組成と異なる組成を 有しかつ機械加工されることができるところの被複層を有するなら、機械加工後 に、二成分又は多成分のフィラメントが得られる。 例えば、上記において述べたような結合フィラメントにより束を統合した後、 所望なら、一つ又はそれ以上の他のフィラメント又はヤーンが、結合フィラメン トのもとで金属束と平行に一緒にされることができて、繊維構造物への加工性を 改善し、又はこのようにして得られた不均質な束及び／又は最終的な繊維構造物 の特定の機能上の要件を満たす。統合された金属フィラメントの束に加えて（及 びそれとは別に）構造物中に他のヤーン構造を組み込むことにより不均質な繊維 構造物を製造することがまた可能である。繊維構造物はまた、異なるタイプのヤ ーン及び／又は金属フィラメントの束の使用を組合せるか否かにかかわらず、こ れらの構造物の厚み全体に亘って及び／又はこれらの表面において、相互に異な る構造を持つ限定された領域を作 ることにより不均質の特質を与えられ得る。これらの下部構造(substructure)は すると、弾性、圧縮性、密度、毛状性、平滑性、こわさ等に関して互いに相違す ることができる。そのような構造は、例えば、Stoll社（ドイツ国）により製造 されたＣＭＳ４４０又はUniversal社により製造されたＭＣ７のような平編機に より製造され得る。 統合された束は、全種類の製織プロセスにおいてたて糸及び／又は横糸物質と して使用され得る。これらは、ネットワークへと織り込まれることができ、Rach el機を含む環状編機又は平編機及びたて編み機において横又はたて編み構造物へ とタフテッドされ又は編まれ得る。該構造物の重量は、３００〜４，０００ｇ／ ｍ²で有り得、かつとりわけ２，５００ｇ／ｍ²未満であり得る。好ましい実施態 様によれば、該束は、例えば構造物端が巻くのを防ぐために、ダブルベッドフラ ット(double-bed flat)又は環状(circular)編み構造中に組み入れられる。 本発明はとりわけ、金属フィラメント又はファイバーから作られた特定の編み 構造物に関し、ここで、該編み構造物は、高温に耐性があり、かつ全く驚くべき ことに表面放射システム（100kW/m²以上）及び青炎システム（最大10,000kW/m² ）の両者のためのガスバーナーにおけるバーナー膜として使用するために優れて いることが分かった。 この全ては今、例えばバーナー膜として使用され得るところの編み構造物のた めの多数の可能な実施態様に基いて説明されるであろう。 実施態様の詳細な説明 ０．２〜０．４のメートル数（Ｎｍ）を持つフィラメントの束は、米国特許第 ４，９３０，１９９号明細書において述べられた機械加工法に従って、０．１重 量％のイットリウムを持つＦｅＣｒ合金から製造される。これらの合金のかつ束 ね引抜き加工により得られた金属ファイバーのバーナー膜においての使用は、例 えば本出願人の欧州特許第０，３９０，２５５号公報からそれ自体既に公知であ る。本明細書において示された機械加工されたファイバーの等価フィラメント直 径は、２５〜５０μｍ、例えばおおよそ３６μｍである。多数のこれらの束は、 一緒にされ、そして牽引フレーム(drafting frame)上で引き伸ばされて破壊され て、ファイバースライバーにされる。多数のスライバーは次に、もう一度一緒に され、そして更なる牽引操作の後に、ほぼ平行なファイバーのこのようにして得 られた束を再び、いわゆるラッピング装置において、例えば、２００〜５００回 転／分の包み速度で（結合材としての）連続する合成フィラメントにより、包む ことにより統合される。巻き付けのちょっと前に、必要なら、ファイバーコアが 、牽引フレームにおいてスライバーの間に挿入され得る。統合された束中の金属 の比率は０．５〜５であり得る。それは好ましくは１．５〜５Ｎｍである。 このように統合された束は、構造物端のその後の巻き上りを良好に防止するた めに、ダフルベッド編み構造に平織機（５〜１４ゲージ）において加工される。 該構造物は、 ８００〜２，０００ｇ／ｍ²、例えば約１，２００ｇ／ｍ²の重量を持ち得る。よ り重量のある構造物は、より長い寿命を提供する。編み構造物は好ましくは、約 ２ｍｍの厚み及び８００〜１，５００ｇ／ｍ²の重量を有する。編み構造の製造 は全く簡単で有り得る（例えば、インターロック及びゲージ７における管状）。 合成支持糸がまた、編みプロセスを容易にするために編みの間に加えられ得る。 結合材（及びもしあれば他の非金属糸）が次に、これらを燃焼することにより除 去され、従って、元の機械加工された束の嵩張りが部分的に復元されているとこ ろの編み構造物をもたらす。結合材の除去後に、例えば構造物におけるなお一層 均質な透過率を得るために、編み構造物を圧延又は等圧圧縮(isostatic compres s)することがまた有用であり得る。 この編み構造物は次いで、公知の様式でプレミックスガスバーナーのハウジン グ内の枠組み上に炎のレベルにおいて平らな又は管状の膜として固定される。そ のようなガスバーナーは、なかんずく、本出願人の国際特許出願公開第９３／１ ８３４２号公報において説明されている。慣用の（夫々、化学量論的な混合比率 及び過剰の空気を有する）プロパン／空気混合物がバーナーに送られる。それは 、中間における突然の中断を伴う、表面放射システムから青炎システムに亘る連 続サイクルでの長時間の操作状態に置かれる。構造物のガス透過性は、炎のバッ クファイヤー及び高流速における笛吹き音の発生なしに、一様な燃焼前面を 持つことを可能にすることが分かる。それ故、これは、膜を通過するガスの入口 側と出口側の間の良好な温度分離のしるしである。いずれにせよ、ＣＯ及びＮＯ ｘの放出値は、操作中において低いままである。もし、必要とされなければなら ないなら、プレスされ又は圧延された膜構造物が推薦され得る。 この編み構造は、通常の焼結された薄膜と対称的に、柔軟であるという利点を 提供する。従って、剛直な焼結された膜板の膨脹の周知の問題は回避される。加 えて、編み構造物は、巻き上げられた形態における大きな表面積において供給さ れ得る。これは、構造物を裁断することによる損失を低く維持することを可能に する。もし、編まれたＲａｃｈｅｌ構造物が使用されるなら、メッシュ開口部は 、０．５〜５ｍｍに維持されなければならないであろう。膜の特定の表面領域に おいて、メッシュ密度は、隣接する表面領域におけるメッシュ密度とは相違して 作られることができ、従って、使用されるガス流量に依存して、膜中に異なる局 部的な燃焼システムを作り出すことができる。 焼結された金属ファイバーバーナー膜と比較して、編み構造は、加えて、それ らがより一層迅速に昇温するという利点を提供する。従って、本発明に従う構造 物により、例えば１秒より短く持続する非常に激しい加熱パルスを発生すること が可能である。この興味ある特徴は、例えば、ガラス板を曲げるための炉のある 区画において本発明の構造物の使用を可能にする。そのような炉は次に、例えば 欧州 特許第０，６５９，６９７号公報に開示されているような異なる加熱をもつ領域 を含み得る。 本発明の構成の範囲において、バーナー膜として本出願人からの編まれたＢｅ ｋｉｔｈｅｒｍ構造物（例えば、タイプＫＮＣ１、ＫＮＣ３）を使用することを 考えることがまた可能である。これらの構造物は、米国特許第３，３７９，００ ０号明細書において述べられているような束状引抜き加工(bundled drawing)の 方法により得られ、かつ４〜５０μｍの等価直径を有するところの（例えば、Ｆ ｅＣｒ合金の）金属ファイバーから作られる。束の複合物の浸出処理の後に得ら れるところのこの平行な金属フィラメントの束はヤーンに紡がれ得る。しかし、 編み前に、これらの束はまた、本発明の方法に従う結合フィラメントにより包ま れ得る。所望なら、二つ又はそれ以上のヤーン又は巻かれた束は、所望のヤーン タイター(yarn titre)を得るために編み又は織るために一緒に撚られ得る。束状 引抜き加工された金属ファイバーにより作られたヤーン又は包まれた束はもちろ んまた、機械加工されたファイバーから造り上げられた束のための上記において 述べられたようなダブルベッド構造に、平織機において加工され得る。他の金属 原料はもちろん、バーナー膜とは異なる適用における使用のために考慮され得る 。 本発明の繊維構造物はまた、フィルターシートとして使用されることができて 、熱ガス流中の粗い粒子を捕獲する。これらはまた、トンネル炉の入口又は出口 において熱遮蔽 又はカーテンとして使用され得る。 該構造物はまた、例えば、摩擦によりステンレス鋼の表面を磨くために使用さ れ得る。管状編み構造物は、例えば、摩擦処理により外側の表面を磨くために、 棒又はロッド又は管上にスリーブ付けされ得る。 触媒活性物質により被覆された時、該構造物は、反応器中でそのような触媒の ための担体シートとしてふるまうことができる。該構造物はまた、エアーバッグ フィルターにおける支持層として使用され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１５〜１５０μｍの等価フィラメント直径を持つ、機械加工プロセスにより 得られた金属フィラメントから作られた束を含む繊維構造物であって、かつ該フ ィラメントが該束中でほぼ平行な配列で配置されているところの繊維構造物。 ２．繊維構造物が編んで作られ、かつ３００〜４，０００ｇ／ｍ²の重量を持つ ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。 ３．繊維構造物が圧延又は等圧圧縮により圧縮されたものであることを特徴とす る請求項１記載の繊維構造物。 ４．繊維構造物がダブルベッドフラット又は環状編み構造を持つことを特徴とす る請求項２記載の繊維構造物。 ５．等価フィラメント直径が２５〜５０μｍであり、かつ束中の金属の比率が０ ．５〜５Ｎｍであるところの請求項４記載の平編み繊維構造物。 ６．８００〜２，０００ｇ／ｍ²の重量を持つ請求項５記載の繊維構造物。 ７．ステンレス鋼製フィラメントの束を含む請求項１記載の繊維構造物。 ８．チタンフィラメントの束を含む請求項１記載の繊維構造物。 ９．クロム、アルミニウム及び０．０５〜０．３重量％のイットリウムを含む鋼 合金から作られたフィラメントを含むところの請求項１記載の繊維構造物。 １０．結合材によるフィラメント束の統合、及び該統合された束を織り、編み又 は編み組みにより繊維構造物に加工することを含むところの請求項１記載の繊維 構造物の製造法。 １１．該結合材が繊維構造物から後に除去されるところの請求項１０記載の方法 。 １２．結合材により統合され、かつ請求項１０記載の方法における使用のために 向られる金属ファイバーの束。 １３．結合材により包まれ、かつ２５〜５０μｍの等価フィラメント直径を持つ ほぼ平行に配列された機械加工された金属フィラメントから作られているところ の束であって、かつ該束中の金属の比率が０．５〜５Ｎｍであるところの 束。 １４．ガスバーナー膜として請求項９記載の繊維構造物を使用する方法。 １５．ガスバーナー膜として、クロム、アルミニウム及び０．０５〜０．３重量 ％のイットリウムを含む鋼合金から作られたフィラメントを含む請求項６記載の 繊維構造物を使用する方法。