DE102009040054A1 - Mineral fiber has crystalline or amorphous mineral fiber, particularly basalt fiber or glass fiber, where endless mineral fiber is wound with textile yarn - Google Patents

Abstract

The mineral fiber has a crystalline or amorphous mineral fiber, particularly basalt fiber (1) or glass fiber. An endless mineral fiber is wound with a textile yarn (3). A material, particularly aramide, polyester or cotton, is provided as the textile yarn for a technical textile material, particularly fabric. An independent claim is also included for a method for interweaving a mineral fiber.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mineralfaden mit mindestens einer kristallinen oder amorphen Mineralfaser, insbesondere Basalt- oder Glasfaser. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Verwebbarmachen einer endlosen, kristallinen oder amorphen Mineralfaser.The invention relates to a mineral thread with at least one crystalline or amorphous mineral fiber, in particular basalt or glass fiber. It further relates to a process for weaving an endless, crystalline or amorphous mineral fiber.

Mineralfasern der vorgenannten Art werden zur Verstärkung technischer Gewebe, Wirkstoffe oder dergleichen, z. B. in Faser-Kunststoff-Verbunden, in Hitzeschutzmaterialien oder in Filterstoffen eingesetzt. Die in diesem Zusammenhang verwendeten amorphen oder kristallinen Mineralfasern, beispielsweise aus Glas oder Basalt, sind in der Regel sehr spröde, das heißt sie brechen beim Knoten, insbesondere bei der Verarbeitung zu Stoffen nach Art von Textilien, z. B. beim Weben oder beim Wirken, sehr leicht. Bei Basaltfasern gilt das speziell von Faserstärken von größenordnungsmäßig 600 Tex und weniger. In der Praxis hat sich auch gezeigt, dass man die mineralischen Endlosfasern durch Verzwirnen nicht stabilisieren kann, da selbst das Verzwirnen praktisch unweigerlich zum Verbruch führt.Mineral fibers of the aforementioned type are used to reinforce technical fabrics, agents or the like, for. B. used in fiber-plastic composites, in heat protection materials or in filter materials. The amorphous or crystalline mineral fibers used in this context, for example made of glass or basalt, are usually very brittle, that is they break at the node, especially in the processing to fabrics on the type of textiles, eg. As when weaving or while working, very easily. For basalt fibers this is especially true for fiber sizes of the order of 600 Tex or less. In practice, it has also been shown that one can not stabilize the continuous mineral fibers by twisting, since even the twisting practically inevitably leads to breakage.

Die bei der jeweiligen Verarbeitung entstehenden, oft kleinsten Faserstücke können in die Haut eindringen. Um derartige Gesundheitsschäden zu vermeiden, werden mineralische Kurzfasern, also bereits in kleine Teile zerbrochene Fasern, mit einem thermoplastischen Filament umwunden. Letzteres soll die Faserstücke für die weitere Verarbeitung wie eine Hülle oder ein Schlauch umschließen. Es wird hierzu verwiesen auf DE 10 2005 018 477 A1 .The often smallest fiber pieces that arise during the respective processing can penetrate into the skin. In order to avoid such damage to health, mineral short fibers, ie already broken into small pieces fibers, wound with a thermoplastic filament. The latter is intended to enclose the fiber pieces for further processing, such as a sleeve or a tube. It is referred to DE 10 2005 018 477 A1 ,

Gemäß vorgenannter Offenlegungsschrift können die mit einem thermoplastischen Filament umwundenen, aus Kurzfasern bestehenden Faserstränge mit thermoplastischen Materialien verschmolzen werden. Das Einschmelzen von Kurzfasersträngen in eine Hülle ist nicht nur material- und arbeitsaufwendig sondern kann wegen der relativ großen Masse an (nicht mineralischem) Hüllmaterial bei der Anwendung stören.According to the above-mentioned publication, the fiber strands wound with a thermoplastic filament and made of short fibers can be fused with thermoplastic materials. The melting of short fiber strands in a shell is not only material and labor consuming but can interfere with the application because of the relatively large mass of (non-mineral) shell material.

In der Industrie besteht aber der Wunsch, die mineralischen Fasern in endloser, also gesundheitlich unbedenklicher Form zu Textilgebilden, z. B. Geweben oder Gewirken, zu verarbeiten, ohne dass die Endlosfasern in merklichem Maße bzw. für die spätere Anwendung, in störender Weise zerbrechen. Das soll bei Basaltfasern selbst bei Titerbereichen von weniger als 600 Tex gelten.In industry, however, there is a desire to mineral fibers in endless, so harmless form to form textiles, z. As fabrics or knitted fabrics to process, without the continuous fibers to a considerable extent or for later use, break in a disturbing manner. This is said to apply to basalt fibers even at titer areas of less than 600 tex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine mineralische Endlosfaser so zu stabilisieren bzw. bruchfest zu machen, dass man sie, auch bei geringster Fadenstärke sogar knoten kann, ohne dass die Faser bricht. Die so stabilisierten mineralischen Endlosfasern sollen zum Herstellen von Textilstoffen, bevorzugt technischer Gewebe etc., beispielsweise Trägerstoffe für Filtermaterialien, verarbeitet werden können.The invention is based on the object to stabilize a mineral fiber continuous or break resistant so that you can knot them, even at the lowest thread size without the fiber breaks. The mineral fibers stabilized in this way should be able to be processed to produce textile materials, preferably technical fabrics, etc., for example carriers for filter materials.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht für den eingangs beschriebenen Mineralfaden mit mindestens einer kristallinen oder amorphen Mineralfaser darin, dass mindestens eine endlose Mineralfaser mit mindestens einem Textilfaden umwunden ist. Der erfindungsgemäß verwendete Textilfaden kann aus einem üblichen Textilmaterial, wie Baumwolle, bevorzugt aus einem für den vorgenannten technischen Zweck günstigen Kunststoff, wie Aramid oder Polyester, bestehen.The inventive solution for the mineral thread described above with at least one crystalline or amorphous mineral fiber is that at least one endless mineral fiber is wound with at least one textile thread. The textile thread used in the invention may consist of a conventional textile material, such as cotton, preferably from a favorable for the aforementioned technical purpose plastic, such as aramid or polyester.

Einige weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren werden in den übrigen Ansprüchen beschrieben.Some further embodiments of the invention and an associated manufacturing method are described in the remaining claims.

Der Begriff „umwunden” bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass die selbst im wesentlichen ungedreht bleibende endlose Mineralfaser von einer Art Textilfaden-Wendel umschlossen wird. Vorzugsweise genügt hierbei eine Wendel mit so großer Steigung, dass die mineralische Endlosfaser durch den Wendelverbund hindurch sichtbar bleibt. Anstelle des Begriffs „Umwinden” wird auch der Begriff „Kablieren” benutzt.In the context of the invention, the term "wound" means that the endless mineral fiber, which remains essentially untwisted, is enclosed by a type of filament thread helix. Preferably, a helix with such a large gradient is sufficient that the mineral continuous fiber remains visible through the spiral composite. Instead of the term "winding" the term "cabling" is used.

Allein dadurch, dass eine endlose Mineralfaser, insbesondere eine einzige Basaltfaser, von einem einzigen der beschriebenen Textilfäden umwunden wird, erreicht man überraschender Weise, dass die Mineralfaser bei der anschließenden Verarbeitung in der Weberei aber auch Wirkerei usw. nicht bricht. Der relativ locker um die Endlosfaser gewundene Textilfaden schützt die mineralische Endlosfaser jedoch auch bei der späteren Weiterverarbeitung oder Anwendung vor Bruch. Beispielsweise, wenn die erfindungsgemäße stabilisierte bzw. bruchfest gemachte Endlosfaser zu einem Trägergewebe eines Filters (z. B. Luftfilter für die Müllverbrennung oder im Kohlekraftwerk) verarbeitet wird, ist Faserbruch, der möglicherweise eine Luftverschmutzung zur Folge hätte, nicht zu befürchten. Man kann textile Flächengebilde aus erfindungsgemäßen vorbehandelten mineralischen Endlosfasern sogar zu Nadelfilz verarbeiten, wobei – überraschend – die die Mineralfasern umhüllenden Textilfäden eine Beschädigung der Mineralfasern durch die Nadelmaschine verhindern.The mere fact that an endless mineral fiber, in particular a single basalt fiber, is wound by a single one of the described textile threads, surprisingly results in the fact that the mineral fiber does not break during the subsequent processing in the weaving mill, but also knitting, etc. The relatively loosely wound around the endless fiber textile thread protects the mineral endless fiber, however, also in the subsequent further processing or application from breakage. For example, when the stabilized continuous fiber of the present invention is processed into a base fabric of a filter (eg, air filter for waste incineration or coal power plant), fiber breakage that may result in air pollution is not feared. It is even possible to process textile fabrics made of pretreated mineral continuous fibers according to the invention into needle felt, wherein, surprisingly, the textile threads surrounding the mineral fibers prevent damage to the mineral fibers by the needle machine.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass ein mineralischer Endlosfaden, der für sich allein ohne Bruchgefahr noch nicht einmal gezwirnt werden kann, allein dadurch, dass man ihn wendelförmig mit einem Textilfaden der beschriebenen Art umwindet, ohne ihn selbst zu drehen oder zu winden, aus der Endlosfaser ein Textilgebilde nach Art eines Gewebes oder einer Wirkware herzustellen. Insbesondere wenn eine endlose Mineralfaser quasi geradeaus und umgedreht längs der Achse der genannten Wendel liegt, wird die Faser nachhaltig gegen Bruch bei der angegebenen Verarbeitung und Verwendung geschützt.By the invention it is achieved that a mineral continuous thread, which can not even be twisted on its own without risk of breakage, solely by the fact that it wraps around him with a textile thread of the type described, without him even to turn or wind, from the Endlosfaser a textile structure in the manner of a Fabric or knitwear. In particular, when an endless mineral fiber is almost straight and turned over along the axis of said coil, the fiber is sustainably protected against breakage at the specified processing and use.

Die Erfindung kann auch als Verfahren beschrieben werden, nämlich als Verfahren zum Verarbeitbarmachen einer endlosen kristallinen oder amorphen Mineralfaser, wobei die Mineralfaser ungedreht mit mindestens einem Textilfaden umwunden wird. Vorzugsweise besteht die Erfindung dabei darin, dass jede einzelne mineralische Endlosfaser, die für die Weiterverarbeitung zu einem textilen Gebilde vorbereitet wird, von mindestens einem Textilfaden umwunden wird, anders ausgedrückt: umwendelt, wird. Hierbei genügt zum erfindungsgemäßen Stabilisieren des einzelnen mineralischen Endlosfadens ein einzelner textiler Faden.The invention can also be described as a process, namely as a process for making an endless crystalline or amorphous mineral fiber workable, wherein the mineral fiber is wound untwisted with at least one textile thread. Preferably, the invention consists in that each individual continuous mineral fiber, which is prepared for further processing into a textile structure, is wound by at least one textile thread, in other words, turns around. In this case, a single textile thread is sufficient for stabilizing the individual mineral filament according to the invention.

Aus der eingangs genannten DE 10 2005 018 477 A1 ist zwar das Umwinden eines Mineralfaserstrangs bekannt. Dabei geht es jedoch nicht um einzelne mineralische Endlosfasern sondern um das Einschließen von Faserbruchstücken, beispielsweise um die Umgebung von den gesundheitsschädlichen Faserstücken zu schützen.From the above DE 10 2005 018 477 A1 Although the winding of a mineral fiber strand is known. However, it is not about individual mineral filaments but the inclusion of fiber fragments, for example, to protect the environment of the harmful pieces of fiber.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert.Details of the invention will be explained with reference to the schematic drawing of an embodiment.

Die Zeichnung zeigt eine geradeaus gestreckte endlose Basaltfaser 1 (es kann sich auch um eine andere mineralische Endlosfaser, z. B. Glasfaser, handeln), um die herum innerhalb eines gedachten Mantels 2 ein Textilfaden 3 gewunden ist. Das Kaliber bzw. der Durchmesser 4 des Mantels 2 soll in der Regel so bemessen werden, dass der Textilfaden 3 die Basaltfaser 1, die oft einen unrunden Querschnitt bzw. Umfang besitzt, im Wesentlichen überall auf den Umfang berührt. Die Basaltfaser stellt die in Längsrichtung des Gesamtgebildes des Mineralfadens 5 verlaufende Fadenseele dar.The drawing shows a straight stretched endless basalt fiber 1 (It can also be another mineral continuous fiber, eg fiberglass), around it within an imaginary mantle 2 a textile thread 3 is winding. The caliber or the diameter 4. of the coat 2 should usually be sized so that the textile thread 3 the basalt fiber 1 , which often has a non-circular cross-section or circumference, touched substantially anywhere on the circumference. The basalt fiber represents the longitudinal direction of the overall structure of the mineral thread 5 extending thread core.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Basaltfaserbasalt fiber

22

Mantelcoat

33

Textilfadentextile yarn

44

Durchmesserdiameter

55

Mineralfadenmineral thread

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102005018477 A1 [0003, 0013] DE 102005018477 A1 [0003, 0013]

Claims (4)

Mineralfaden mit mindestens einer kristallinen oder amorphen Mineralfaser, insbesondere Basaltfaser (1) oder Glasfaser, dadurch gekennzeichnet, dass eine endlose Mineralfaser (1) mit mindestens einem Textilfaden (3) umwunden ist.Mineral thread comprising at least one crystalline or amorphous mineral fiber, in particular basalt fiber ( 1 ) or glass fiber, characterized in that an endless mineral fiber ( 1 ) with at least one textile thread ( 3 ) is wound. Mineralfaden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die endlose Mineralfaser (2) selbst ungedreht ist.Mineral thread according to claim 1, characterized in that the endless mineral fiber ( 2 ) is itself untwisted. Mineralfaden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein für einen technischen Textilstoff, bevorzugt Gewebe, als Textilfaden (3) übliches Material, insbesondere Aramid, Polyester oder Baumwolle, vorgesehen ist.Mineral thread according to claim 1 or 2, characterized in that one for a technical textile fabric, preferably fabric, as a textile thread ( 3 ) conventional material, in particular aramid, polyester or cotton, is provided. Verfahren zum Verwebbarmachen einer endlosen, kristallinen oder amorphen Mineralfaser zum Herstellen eines Mineralfadens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfaser (1) ungedreht mit mindestens einem Textilfaden (3) umwunden bzw. umwendelt wird.A process for weaving an endless, crystalline or amorphous mineral fiber to produce a mineral thread according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mineral fiber ( 1 ) untwisted with at least one textile thread ( 3 ) or wound around.

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