ES2691820T3

ES2691820T3 - Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura y procedimiento para producir y utilizar la misma

Info

Publication number: ES2691820T3
Application number: ES14705147.8T
Authority: ES
Inventors: Heinz-Jürgen PREISS-DAIMLER
Original assignee: As Valmieras Stikla Skiedra
Current assignee: As Valmieras Stikla Skiedra
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: PT2956420T; DE102014003047B8; JP6300832B2; EP2956420B1; RU2645028C2; KR101887211B1; HRP20181675T1; EP2956420A2; DK2956420T3; CA2895431C; LT2956420T; SI2956420T1; KR20150121073A; TR201815355T4; HK1219267A1; WO2014125108A2; PL2956420T3; DE102014003047B4; WO2014125108A3; CA2895431A1

Abstract

Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura, con la siguiente composición: 52-60% en peso SiO2 14-16% en peso Al2O3 < 0,4% en peso Fe2O3 0,03-0,3% en peso Na2O 0,3-0,7% en peso K2O 20-22% en peso CaO 0,4-0,8% en peso MgO 1-5% en peso TiO2 0,5-3% en peso BaO 0-2% en peso SrO 0-3% en peso ZrO2 0-1% en peso CuO siendo la proporción total de los óxidos de metal alcalino Na2O y K2O en conjunto como máximo de un 1,0% en peso, estando la proporción total de los óxidos SrO, CuO, ZrO2 en un intervalo entre un 0,1 y un 4,0% en peso y presentando la fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura una temperatura de transformación > 760º C y una temperatura de formación de fibras < 1.260º C, hallándose la resistencia a la rotura residual de la fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura con un diámetro en un intervalo entre 9 y 15 μm, después de una carga térmica de 760º C, en un intervalo entre un 10% y un 15% en relación con la resistencia a la rotura inicial a temperatura ambiente.

Description

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Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura y procedimiento para producir y utilizar la misma

[0001] La invencion se refiere a fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura y a procedimientos para producir y utilizar las mismas.

[0002] Existen numerosas fibras inorganicas en el segmento de las altas temperaturas. Como ejemplos pueden mencionarse, entre otras, las fibras de silicato, fibras de vidrio, fibras ceramicas, fibras biosolubles, fibras pirocristalinas y fibras de cuarzo. Las fibras resistentes a la temperatura se utilizan allf donde sea necesario controlar altas temperaturas. Tambien constituye un campo de aplicacion la proteccion contra incendios en edificios. Ademas del empleo en grandes plantas industriales de tratamiento metalurgico de minerales metalfferos, la produccion de acero y aluminio y la construccion de hornos industriales, se encuentran fibras de vidrio resistentes a la temperatura cada vez mas tambien en campos como la tecnica de los electrodomesticos, la industria del automovil, la aeronautica y la astronautica.

[0003] En aplicaciones modernas de alta tecnologfa, las fibras cumplen, ademas de la funcion de la proteccion calorffuga y/o el aislamiento termico, tambien un importante papel para reforzar plasticos y hormigones. Ademas de su superficie hacha funcional para una mejor union al medio que las rodea, las fibras de refuerzo que se emplean en este contexto han de presentar al mismo tiempo grandes resistencias a la traccion.

[0004] Muchos materiales de fibras se transforman en procesos secuenciales de tecnica textil como hilos, hilos retorcidos, tejidos, otros textiles planos y similares para obtener productos textiles. Tambien aquf los valores caracterfsticos mecanicos son de gran importancia, dado que estos productos se emplean predominantemente para el refuerzo.

[0005] Las fibras minerales resistentes a la temperatura se componen predominantemente de los oxidos SiO2, AhO3 y CaO con partes en peso de SiO2 de mas de un 40% en peso. En funcion del campo de aplicacion, pueden modificarse de manera selectiva en su composicion qufmica mediante la adicion de oxidos de alcalinos y alcalinoterreos (por ejemplo U2O, Na2O, K2O, MgO, CaO) y oxidos de metales de transicion (por ejemplo TiO2, ZrO2 y Y2O3). Se diferencian en lfneas generales fibras de silicato de aluminio o RCF (Refractory Ceramic Fiber [fibra ceramica refractaria]), fibras de vidrio para altas temperaturas, AES (fibras biosolubles), policristalinas, fibras producidas mediante procesos sol-gel y fibras de silicato.

[0006] Para la produccion de fibras de vidrio se utilizan materias primas de vidrio, vidrio de desecho, roca volcanica o roca caliza, indicando las denominaciones la base de materia prima respectiva. Las masas fundidas de vidrio y mezclas de rocas se procesan mediante dispositivos de formacion de fibras para obtener fibras con un diametro de 5 a 30 jum, diferenciandose fundamentalmente cuatro procedimientos para la produccion de fibras de vidrio. Los filamentos se agrupan en un numero de cien o mas y se enrollan sobre un tambor como, asf llamados, hilados.

[0007] En el procedimiento de filamento continuo por estirado mecanico, la masa de vidrio fundida homogeneamente fluye de manera continua a traves de cientos de taladros de tobera de una cubeta de toberas de platino. Aprovechando la fuerza de la gravedad y la fuerza de estirado, se producen fibras de vidrio con un diametro de 5 a 30 um. Gracias a la gravitacion, el caudal de masa fundida de vidrio que continua fluyendo permanece constante, siendo posible controlar el diametro de los filamentos de vidrio mediante la variacion de la velocidad de estirado. Los filamentos que salen se enfrfan bajo la accion de refrigeracion por conveccion o refrigeracion por agua y se enrollan sobre un tambor. Antes del proceso de devanado, los filamentos se revisten.

[0008] En el procedimiento de estirado de varillas se sujetan unas junto a otras varias varillas de vidrio con un diametro de 2 a 8 mm y se calienta el extremo inferior con una llama de soplete hasta que se reblandece. El vidrio viscoso fundido en el extremo inferior de la varilla de vidrio se estira mediante la fuerza de la gravedad y la fuerza de estirado para obtener un hilo de vidrio. Mediante el procedimiento de estirado de varillas se producen preferiblemente telas no tejidas de fibra de vidrio e hilos de vidrio textil.

[0009] En el procedimiento de centrifugacion, la masa fundida de vidrio se separa por medio de la fuerza centrffuga, bajo la accion de una corriente de aire, en fibras minerales, que se recogen en forma de fieltro en bruto en camaras colectoras o conductos de cafda.

[0010] Con el procedimiento de soplado con toberas pueden obtenerse fibras de vidrio muy finas y cortas. En este contexto, la masa fundida de vidrio se hace avanzar a alta presion y velocidades de hasta 100 m/s a traves de unas toberas en el fondo de la cubeta de fusion. En este proceso, las fibras se rompen en trozos cortos.

[0011] El vidrio, en si quebradizo, tiene a temperatura ambiente, estirado para formar un hilo delgado, una gran flexibilidad y resistencia a la traccion. A diferencia de las fibras de aramida o las fibras de carbono, la fibra de vidrio se distingue por una estructura amorfa. Como en un vidrio compacto para ventanas, la orientacion molecular es aleatoria. Por lo tanto, un vidrio puede considerarse un lfquido solidificado. Si se sobrepasa cierta temperatura, que se denomina temperatura de transicion vftrea o temperatura de transformacion (Tg), se produce un desacoplamiento de las redes, con lo que cada vidrio experimenta un cambio en su estabilidad de forma. En este proceso, las zonas total o parcialmente amorfas pasan a un estado elastico como el caucho y de alta viscosidad. Por encima de la temperatura de transformacion disminuyen considerablemente la rigidez y la tenacidad de las fibras de vidrio amorfas.

[0012] El experto entiende por el concepto “temperatura de transformacion” (Tg) por definicion la temperatura que sirve para caracterizar la posicion de la zona de transformacion de un vidrio. La temperatura de transformacion se considera como el lfmite entre el comportamiento elastico-fragil de un vidrio solidificado y el comportamiento plastico viscoso del vidrio reblandecido. La temperatura de transformacion se halla por termino medio en una viscosidad de 1013,3 dPa s y puede determinarse segun DIN ISO 7884-8:1998-02. La zona de transformacion constituye en este

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contexto la transicion del comportamiento elastico-fragil al comportamiento liquido altamente viscoso del vidrio. El cambio de longitud de un vidrio es mayor por encima de la, asf llamada, zona de transformacion, cuyo valor medio se caracteriza por ejemplo mediante el punto de transformacion Tg, que por debajo.

[0013] Como resultado de ello, los vidrios pueden soportar cargas mecanicas exclusivamente por debajo de la temperatura de transformacion, dado que por encima de la temperatura de transformacion son lfquidos altamente viscosos. Por lo tanto, para los productos que han de presentar una resistencia elevada a la temperatura, existe una necesidad enorme de fibras de vidrio caracterizadas por una temperatura de transformacion alta.

[0014] Los documentos WO 96/39362 y DE 2 320 720 A1 describen mezclas de vidrio libres de acido borico y fluor para la produccion de fibras de vidrio, de manera que se minimizan los impactos ambientales en comparacion con la produccion de fibras de vidrio a base de vidrio clase E. Para alcanzar no obstante las propiedades, las condiciones de fusion y las condiciones de procesamiento de los vidrios clase E, se anade a la mezcla de vidrio una gran proporcion de MgO como sustituto de los oxidos CaO o TO de al menos un 2,0% en peso. Sin embargo, debido a la gran proporcion de MgO, tales composiciones de vidrio presentan una fuerte tendencia a la formacion de cristales mixtos, de manera que los vidrios resultantes tienen una estructura de cristales gruesos. Estos vidrios presentan la desventaja de tener poca resistencia qufmica y termica y tender a las fisuras de tension.

[0015] El documento US 3.847.627 A da a conocer una composicion de vidrio con un alto contenido de CaO en un intervalo de un 17 a un 24% en peso y un contenido de MgO en un intervalo de un 1,5 a un 4,0% en peso, en la que la temperatura de formacion de fibras es como mfnimo una temperatura de 1.228° C. Del documento no se desprende ningun valor para la temperatura de transformacion.

[0016] Asf, por el documento Ep 2 321 231 A1 se conocen fibras de vidrio con resistencia qufmica y a altas temperaturas a base de una pequena proporcion de Fe2O3, pero una adicion alternativa de Cr2O3, que presentan una buena transmision de la luz/un buen fndice de refraccion. La resistencia a la temperatura de la composicion de vidrio descrita es de aprox. 760° C. Para una serie de finalidades, la resistencia a la temperatura no es satisfactoria. Tambien supone una desventaja el que la temperatura de formacion de fibras necesaria para producir fibras de vidrio sea de mas de 1.270° C. Comercialmente se conocen en la actualidad dos tipos de fibras de vidrio cuya resistencia a la temperatura es ya considerablemente mayor que la temperatura de transformacion de 760° C.

[0017] Por una parte, estas son las, asf llamadas, fibras de vidrio clase S o fibras de vidrio clase HM, que se caracterizan por una gran tenacidad y un gran modulo de elasticidad y por lo tanto se emplean para reforzar elementos sometidos a exigencias elevadas en cuanto a su tenacidad y sobre todo su rigidez. Una desventaja es que en algunos vidrios se emplean oxidos muy puros, que son caros, en lugar de las materias primas habituales del vidrio, produciendose al mismo tiempo una corrosion elevada de las cubetas de fusion de vidrio y sus componentes debido a las altas temperaturas de fusion de esta mezcla con oxidos de aprox. 1.700° C. Una corrosion elevada acorta por una parte la duracion de la cubeta de fusion de vidrio y causa por otra parte un empeoramiento de la calidad del vidrio, por lo que son necesarios procedimientos de fusion especiales.

[0018] Para lograr duraciones economicamente atractivas de los componentes de las cubetas de fusion, la temperatura de fusion de una composicion de vidrio deberfa ser menor de 1.400° C. Sin embargo, las composiciones de vidrio actualmente conocidas tienen la desventaja de que al reducir la temperatura de fusion tambien se disminuye la temperatura de transformacion caracterfstica de la resistencia a la temperatura de un vidrio.

[0019] Por otra parte se conocen fibras de vidrio resistentes a la temperatura sometidas a un tratamiento qufmico posterior, que se producen tanto a partir de vidrio clase E como de fibras de vidrio especiales. Antes del tratamiento qufmico, las fibras de vidrio especiales se componen principalmente de SiO2 y Na2O. En operaciones adicionales se extraen total o parcialmente de las fibras de vidrio determinados oxidos (Na2O) mediante un tiempo prolongado en acido caliente, a continuacion se neutralizan, se someten a un tratamiento qufmico posterior y se encolan. Las fibras de vidrio asf sometidas a un tratamiento posterior son resistentes hasta una temperatura de 1.000° C. Debido al complejo procedimiento de produccion, los vidrios de este tipo son caros de producir.

[0020] Por lo tanto, sigue existiendo una necesidad elevada de fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura con propiedades mejoradas. En particular existe la necesidad de poner a disposicion una fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura que, en relacion con su resistencia a la temperatura, llene un vacfo con respecto a los vidrios clase C, clase E y clase ECR comerciales y los caros vidrios sometidos a un tratamiento qufmico posterior por otro lado, que son resistentes hasta una temperatura de 1.000° C.

[0021] El objetivo de la invencion es por lo tanto poner a disposicion una fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura que se distinga por una temperatura de transformacion > 760° C, siendo la temperatura de fusion (Ts), asf como tanto la temperatura de formacion de fibras (Tf) como la temperatura de liquido (Tl), lo mas bajas posible. Por motivos de proteccion contra emisiones, debe prescindirse del empleo de compuestos de boro y de fluor.

[0022] Segun la invencion, el objetivo se logra mediante una fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura segun la reivindicacion 1. En relacion con el oxido respectivo, una proporcion de un 0% en peso significa que el oxido puede estar presente en una proporcion por debajo del lfmite de deteccion. Quedan excluidas en este contexto las impurezas condicionadas por la materia prima o por la tecnica del proceso.

[0023] La fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura consiste en este contexto en una composicion libre de acido borico, que se funde sin la adicion de materias primas con contenido en boro. Sorprendentemente se descubrio que es posible influir de manera encauzada en la red amorfa de SiO2 de las fibras de vidrio de aluminosilicato mediante el dopado con atomos de estroncio y/o de cobre y/o de zirconio, lo que lleva a un cambio de los parametros ffsicos del material, en particular la temperatura de transformacion (Tg), la temperatura de fusion (Ts) y la temperatura de formacion de fibras (Tf). En este contexto, las proporciones en peso mencionadas de estos oxidos han resultado particularmente adecuadas para aumentar los valores caracterfsticos mecanicos (por

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ejemplo resistencia a la traccion, modulo de elasticidad, elasticidad, elongacion, resistencia a la rotura, flexibilidad, entre otros) de las fibras de vidrio segun la invencion en relacion con las fibras de vidrio conocidas en el estado actual de la tecnica (vidrio clase E, vidrio clase ECR y vidrio clase C).

[0024] Durante el enfriamiento de la masa fundida, el dopado de la red amorfa de SiO2 con iones ajenos obstaculiza de forma demostrable la transicion de la modificacion amorfa meta-estable a la modificacion cristalina energeticamente favorecida. Sorprendentemente, los dopados con modificadores de red como los atomos de estroncio y/o de cobre y/o de bario resultan en este contexto particularmente ventajosos.

[0025] Mediante un dopado de la red de SiO2 de composiciones de vidrio conocidas con los modificadores de red mencionados es posible aumentar Tg a mas de 760° C, reduciendose o permaneciendo constantes al mismo tiempo Ts y Tf. Gracias a la composicion elegida, una masa fundida de vidrio de este tipo es adecuada para producir fibras de vidrio continuas a baja temperatura.

[0026] La adicion de ZrO2 eleva la temperatura de transformacion mas que el A^O3, pero al mismo tiempo aumenta la temperatura de fusion.

[0027] Sorprendentemente se ha comprobado que la temperatura de transformacion no se ve apenas influida por los oxidos CaO, SrO y BaO, mientras que los oxidos SiO2, AhO3, MgO, ZrO2 y TiO2 aumentan la temperatura de transformacion. En cambio, los oxidos Na2O, K2O y CuO disminuyen la temperatura de transformacion de forma muy considerable ya en pequenas cantidades.

[0028] Ademas se ha descubierto que los oxidos SiO2, AhO3 y ZrO2 aumentan la temperatura de fusion Ts y la temperatura de formacion de fibras Tf. A diferencia de esto, el oxido Fe2O3, que llega al vidrio sin ser influido por las materias primas, disminuye tanto la temperatura de transformacion como la temperatura de fusion Ts y la temperatura de formacion de fibras Tf.

[0029] La adicion de TiO2 aumenta la temperatura de transformacion y disminuye la temperatura de formacion de fibras y la temperatura de fusion.

[0030] En cambio, una proporcion anadida de CuO contribuye a disminuir Ts y Tf. El ZrO2 en detrimento del SiO2 aumenta, ademas de Tg, tambien la temperatura de fusion y la temperatura de formacion de fibras. Las fibras de vidrio segun la invencion pueden presentarse tanto en forma de filamentos como en forma de fibras cortadas.

[0031] El diametro de las fibras de vidrio segun la invencion es preferiblemente de 5-30 ym, con especial preferencia de 5-25 ym.

[0032] En la configuracion de la invencion, la composicion de las fibras de vidrio de aluminosilicato segun la invencion presenta las siguientes proporciones (en relacion con la composicion total) de oxidos:

52-60%: en peso SiO2

14-16%: en peso Al2O3

< 0,4%: en peso Fe2O3

0,03-0,3%: en peso Na2O

0,3-0,7%: en peso K2O

20-22%: en peso CaO

0,4-0,8%: en peso MgO

1-5%: en peso TiO2

0,5-3%: en peso BaO

0-2%: en peso SrO

0-3%: en peso ZrO2

0-1%: en peso CuO

siendo la proporcion total de los oxidos de metal alcalino (Na2O y K2O) en conjunto como maximo de un 1,0% en peso,

estando la proporcion total de los oxidos SrO, CuO, ZrO2 en un intervalo de un 0,1 a un 4,0% en peso y presentando la fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura una temperatura de transformacion > 760° C y una temperatura de formacion de fibras (viscosidad de 103,0 dPas) < 1.260° C, preferiblemente < 1.230° C.

[0033] La fibra de vidrio de aluminosilicato segun la invencion presenta tras su produccion las siguientes caracterfsticas:

a) una temperatura de transformacion > 760° C,

b) una temperatura de formacion de fibras < 1.260° C, preferiblemente < 1.230° C,

c) una temperatura de fusion < 1.400° C.

[0034] Sorprendentemente, se ha comprobado que la resistencia a la rotura inicial de las fibras de vidrio segun la invencion y del tejido producido a partir de las mismas es, despues de su produccion, aproximadamente un 15% mayor que las resistencias a la rotura iniciales de los vidrios clase E o vidrios clase ECR conocidos en el estado actual de la tecnica.

[0035] Resulta particularmente ventajoso que la resistencia residual remanente (resistencia a la rotura residual relativa) de las fibras de vidrio segun la invencion con un diametro en un intervalo entre 9 y 15 ym y del tejido producido a partir de las mismas se halle, despues de una carga termica de 760° C, en un intervalo de un 10% a un 15% en relacion con la resistencia a la rotura inicial a temperatura ambiente.

[0036] La tenacidad es una propiedad de los materiales y describe la resistencia mecanica que un material opone a una deformacion plastica. Segun la invencion, se entiende por tenacidad la resistencia a la traccion. La resistencia a la traccion es la resistencia maxima de las fibras de vidrio sin romperse ante un esfuerzo de traccion. La resistencia a la traccion y el alargamiento bajo una fuerza maxima se miden en el ensayo de traccion, que ya es conocido por el tecnico en la materia.

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[0037] Por definicion, la resistencia a la rotura residual es la resistencia a la rotura remanente de una fibra de vidrio o de un tejido obtenido a partir de la misma despues de someter la misma o el mismo a una carga termica o qufmica. La resistencia residual remanente (resistencia a la rotura residual relativa) tras someter una fibra de vidrio o un tejido obtenido a partir de la misma a una carga termica o qufmica puede indicarse en este contexto como parte porcentual en relacion con la resistencia a la rotura inicial de las fibras de vidrio o del tejido.

[0038] La resistencia a la rotura residual de una fibra de vidrio o de un tejido obtenido a partir de la misma, antes o despues de una carga termica, se determina sujetandola o sujetandolo en una maquina de ensayo de rotura adecuada y bajo la accion de una velocidad de avance constante hasta la rotura de la fibra de vidrio o del tejido obtenido a partir de la misma.

[0039] Para el tratamiento termico se tratan tejidos de prueba en forma de tiras (5 x 30 cm) en un armario termico a temperatura constante durante 1 h. Despues del enfriamiento se determina la resistencia a rotura averiguando la fuerza expresada en Newton y la deformacion longitudinal en milfmetros de este tejido de prueba.

[0040] Se determinan la resistencia inicial del tejido de prueba sin carga termica y la resistencia a la rotura del tejido de prueba tratado termicamente. La resistencia a la rotura residual relativa resulta en este contexto de la relacion porcentual de la resistencia a la rotura del tejido de prueba tratado termicamente con respecto a la resistencia inicial del tejido de prueba no tratado termicamente.

[0041] Sorprendentemente, se ha comprobado ademas que las fibras de vidrio de aluminosilicato con la composicion segun la invencion, que contiene los oxidos SrO, ZrO2 y/o CuO, presentan una buena resistencia a los alcalis.

[0042] El tecnico en la materia ya conoce muy bien metodos para determinar la resistencia de fibras de vidrio a los alcalis, que pueden consultarse en directrices correspondientes, como por ejemplo en ETAG 004 (External Thermal Insulation Composite Systems with Rendering - Edicion 08/2011 - determinacion de larga duracion) o en DIN EN 13496:1999-06 (determinacion de corta duracion).

[0043] Los tejidos de fibras de vidrio de aluminosilicato de la composicion segun la invencion presentan ventajosamente, despues de un tratamiento de corta duracion con alcalis (segun DIN EN 13496:1999-06), una resistencia a la rotura residual de al menos un 70% y, despues de un tratamiento de larga duracion con alcalis (segun ETAG 004), de al menos un 65%.

[0044] Se ha comprobado que el Na2O y el K2O son oxidos solubles en agua, que entre otras cosas contribuyen a una disminucion no deseada de la temperatura de transformacion Tg. En la configuracion preferida de la invencion, la composicion de vidrio segun la invencion presenta los oxidos de alcali Na2O y K2O en conjunto como maximo con un contenido total de un 1,0% en peso. Preferiblemente, la composicion de vidrio segun la invencion presenta el oxido de alcali Na2O en una proporcion de como maximo un 0,25% en peso.

[0045] Sin embargo, como agravante se ha descubierto que la mayorfa de los oxidos interactuan entre si y de este modo los efectos de los distintos oxidos en la composicion de vidrio segun la invencion dependen en gran parte de su proporcion. Una composicion de vidrio particularmente preferida de las fibras de vidrio de aluminosilicato segun la invencion esta por lo tanto caracterizada por que la proporcion (en relacion con la composicion total) de SiO2 esta en un intervalo de un 54,0 a un 58,0% en peso. La composicion de vidrio de las fibras de vidrio de aluminosilicato segun la invencion presenta una proporcion de A^O3 en un intervalo de un 14,0 a un 16,0% en peso y una proporcion de CaO en un intervalo de un 20,0 a un 22,0% en peso.

[0046] En este mismo contexto, la composicion de vidrio segun la invencion presenta los oxidos utiles MgO y Fe2O3 preferiblemente en una proporcion para el MgO en un intervalo de un 0,5 a un 0,8% en peso o para el Fe2O3 de como maximo un 0,3% en peso.

[0047] En una configuracion particularmente ventajosa de la invencion, la composicion de vidrio segun la invencion presenta los oxidos TiO2 y BaO en conjunto en una proporcion total en un intervalo de un 4,0 a un 6,0% en peso.

[0048] Las fibras de vidrio segun la invencion con una composicion de vidrio particularmente preferida presentan una temperatura de transformacion de al menos 765° C, de manera muy especialmente ventajosa de al menos 770° C. Gracias a la alta temperatura de transformacion, las fibras de vidrio segun la invencion pueden soportar muy ventajosamente mayores esfuerzos. Al mismo tiempo, las composiciones de vidrio segun la invencion pueden fundirse y convertirse en fibras de vidrio economicamente.

[0049] En principio, someter vidrio a una carga termica lleva a la formacion de defectos en la red de SiO2. Estos danos estructurales de la red de SiO2 se conservan tras el enfriamiento a la temperatura ambiente.

[0050] En virtud de la composicion de los oxidos segun la invencion, los filamentos de vidrio obtenidos de la masa fundida se distinguen, tras una carga termica de 760° C, por una resistencia a la rotura remanente que es igual o mayor que la resistencia a la rotura del vidrio clase E, el vidrio clase ECR y el vidrio clase C despues de la misma carga termica.

[0051] La fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura segun la invencion presentan, tras una carga termica de 760° C, menores danos estructurales de la red de SiO2 que las fibras de vidrio conocidas en el estado actual de la tecnica (vidrio clase E, vidrio clase ECR y vidrio clase C). Las fibras de vidrio de aluminosilicato segun la invencion se distinguen por lo tanto, tras una carga termica de 760° C, por una resistencia a la rotura remanente de al menos un 10% en relacion con la resistencia inicial (resistencia a la rotura inicial) a temperatura ambiente sin carga termica.

[0052] Las fibras de vidrio segun la invencion pueden presentarse tanto en forma de filamentos como en forma de fibras cortadas.

[0053] Un objeto de la invencion es tambien un procedimiento para producir una fibra de vidrio resistente a la temperatura, que presenta las etapas siguientes:

a. Poner a disposicion una masa fundida de vidrio segun la composicion de acuerdo con la reivindicacion 1.

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b. Transformer la masa fundida en filamentos o fibras cortadas.

c. Enfriar los filamentos o fibras cortadas obtenidos.

d. Bobinar los filamentos para obtener hilados, o producir textiles planos.

e. Secar los filamentos o fibras cortadas o textiles planos obtenidos.

[0054] El procedimiento segun la invencion tiene la ventaja de que es posible producir fibras de vidrio resistentes a la temperature, siendo la resistencia residual de los hilos y tejidos, tras una carga termica de 760° C, de aun un 10% en relacion con la resistencia inicial a temperature ambiente.

[0055] Se ha comprobado ahora ventajosamente que la resistencia a la rotura residual de las fibras de vidrio segun la invencion con un diametro en un intervalo entre 9 y 15 ym y del tejido producido a partir de las mismas, despues de una carga termica de 760° C, esta en un intervalo entre un 10% y un 15% en relacion con la resistencia a la rotura inicial a temperatura ambiente.

[0056] La invencion tiene la ventaja adicional de que, para una produccion rentable y un desarrollo estable del proceso en la produccion de fibras, se reducen la temperatura de fusion (Ts), la temperatura de lfquido (Tl) y la temperatura de formacion de fibras (Tf).

[0057] Asf, la composicion de vidrio segun la invencion presenta las siguientes caracterfsticas:

a) una temperatura de transformacion > 760° C,

b) una temperatura de formacion de fibras < 1.260° C,

c) una temperatura de fusion < 1.400° C.

[0058] Sorprendentemente, se ha comprobado que mediante la proporcion segun la invencion de SrO se disminuye la viscosidad de la masa fundida de vidrio a altas temperaturas para Ts y Tf y, por lo tanto, se mejora ventajosamente el comportamiento de flujo (reologfa) de la masa fundida de vidrio.

[0059] Se descubrio afortunadamente que la proporcion segun la invencion de TiO2 reduce la temperatura de fusion de la composicion de vidrio. Ademas, a altas temperaturas, el TiO2, el SrO y el CuO actuan ventajosamente de fundentes, con lo que se aumenta la viscosidad de la composicion de vidrio en el intervalo de las bajas temperaturas (zona de transformacion Tg). Parece ser desventajosa una proporcion demasiado alta de TiO2, que favorece la cristalizacion no deseada.

[0060] En una configuracion particularmente preferida de la invencion, una composicion de vidrio segun la invencion presenta TiO2 en una proporcion de un 1 a un 5% en peso, de forma totalmente preferible de un 2,5 a un 3,5% en peso.

[0061] La masa fundida de vidrio segun la invencion presenta preferiblemente el oxido de alcalinoterreo Na2O en una proporcion de como maximo un 0,25% en peso.

[0062] Por lo tanto, una composicion particularmente preferida de la masa fundida de vidrio segun la invencion esta caracterizada por que la proporcion (en relacion con la composicion total) de SiO2 esta en un intervalo de un 54,0 y un 58,0% en peso. La composicion de la masa fundida de vidrio segun la invencion presenta una proporcion de AhO3 en un intervalo de un 14,0 y un 16,0% en peso y una proporcion de CaO en un intervalo de un 20,0 y un 22,0% en peso.

[0063] La masa fundida de vidrio segun la invencion presenta los oxidos utiles MgO y Fe2O3 preferiblemente en una proporcion para el MgO en un intervalo de un 0,5 y un 0,8% en peso o para el Fe2O3 en una proporcion de como maximo un 0,3% en peso.

[0064] En una configuracion particularmente ventajosa de la invencion, la composicion de la masa fundida de vidrio segun la invencion presenta los oxidos TiO2 y BaO en conjunto en una proporcion total en un intervalo entre un 4,0 y un 6,0% en peso.

[0065] Por encima de la temperatura de lfquido (Tl), el vidrio esta completamente fundido y ya no existen cristales.

[0066] La temperatura de formacion de fibras (Tf) es la temperatura de una masa fundida de vidrio a la que la viscosidad de la masa fundida es de 103 dPas. Una Tf baja simplifica en este contexto el proceso de estirado para transformar la masa fundida en filamentos. Con esta viscosidad, el sometimiento a esfuerzo durante la produccion de las fibras es mfnimo, con lo que aumenta la tenacidad de las fibras. Ademas, se requiere menos energfa y de este modo puede mantenerse pequeno el coste de produccion.

[0067] Segun la invencion se pone a disposicion una mezcla de oxidos, que se calienta hasta la licuacion en una cubeta de fusion mediante fusion electrica y/o por gas. A continuacion se transforma la masa fundida de vidrio homogenea en filamentos de vidrio o fibras cortadas.

[0068] Una vez fundida por completo la mezcla y homogeneizada la masa fundida de vidrio, se realiza, antes de transformar la masa fundida en filamentos, el afino de la masa fundida de vidrio. El afino sirve para expulsar y reducir las partes de gas de la masa fundida de vidrio. Los aditivos para el afino se han descrito previamente en multiples ocasiones y por lo tanto son fundamentalmente conocidos para el tecnico en la materia. Asf, para el afino de la masa fundida de vidrio se anaden por lo general, ademas de nitrato de amonio, preferiblemente nitrato de sodio o sulfato de sodio.

[0069] Sorprendentemente, se descubrio que mediante la adicion de BaO no se influye en la temperatura de transformacion, pero es posible reducir ventajosamente las temperaturas Ts y Tf.

[0070] En una configuracion particularmente preferida del procedimiento segun la invencion se anade durante la preparacion de la masa fundida de vidrio, en lugar de sulfato de sodio o nitrato de sodio, una parte de la proporcion total de BaO en forma de sulfato de bario en una proporcion de un 0,4% en peso. La adicion de sulfato de bario sirve ventajosamente de agente de afino.

[0071] La transformacion de la masa fundida en filamentos se realiza en este contexto segun el procedimiento de filamento continuo por estirado mecanico, enfriandose los filamentos que salen de las toberas. La evacuacion del calor se realiza en este contexto preferiblemente mediante refrigeracion por conveccion y/o por agua.

5

10

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50

[0072] Debido a las altas velocidades de estirado que, durante la transformacion de la masa fundida de vidrio en filamentos de vidrio, actuan sobre los hilos de vidrio que salen de las toberas, se forma una estructura de vidrio especialmente propensa a defectos cercanos a la superficie (por ejemplo fisuras de Griffith).

[0073] Por lo tanto, de acuerdo con una configuracion del procedimiento segun la invencion, los filamentos de vidrio obtenidos de la masa fundida de vidrio se tratan despues del proceso de enfriamiento con un apresto, mediante el cual es posible reparar o cerrar los defectos cercanos a la superficie. La eliminacion de defectos cercanos a la superficie impide una propagacion de estructuras abiertas, con lo que se reduce la tendencia a la formacion de fisuras de los filamentos de vidrio. Mediante el encolado de las fibras de vidrio se aumenta tambien la tenacidad del material.

[0074] La funcion principal de las sustancias de encolado es que las fibras de vidrio esten protegidas para las etapas posteriores del proceso. Las fibras de vidrio segun la invencion y sus productos (por ejemplo tejido) que no se desencolan reciben con la sustancia de colado ya agentes adherentes para las aplicaciones respectivas.

[0075] Los tejidos mas bastos obtenidos a partir de mechas directas presentan un apresto compatible con la matriz. Por este motivo, estos tejidos no se desencolan.

[0076] Los tejidos obtenidos a partir de hilos mas finos tienen habitualmente un apresto compuesto de sustancias preponderantemente organicas, en parte sustancias grasas, que han de eliminarse. La eliminacion del apresto se realiza mediante un tratamiento termico a temperaturas de mas de 400° C. Tras esta eliminacion de apresto se aplica de nuevo al tejido una sustancia que es compatible con la matriz respectiva. En los tejidos obtenidos a partir de fibras de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura que han sido desprovistos de apresto termicamente y dotados de un acabado, la perdida de resistencia es pequena.

[0077] De acuerdo con una configuracion del procedimiento segun la invencion, el apresto contiene preferiblemente sustancias inorganicas, como por ejemplo silanos o sustancias del proceso sol-gel. Un encolado con silano o encolado con sol-gel puede llevarse a cabo en el proceso de produccion a temperaturas de la fibra de vidrio de hasta 100° C.

[0078] Los hilos de vidrio tratados con un apresto de silano se distinguen por una mayor tenacidad que los hilos de vidrio tratados con un apresto sin silanos. Finalmente, la presente invencion se refiere a la utilizacion de fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura tal como se describen segun la invencion.

[0079] Segun una configuracion preferida de la invencion, las fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura segun la invencion pueden utilizarse para producir fibras de vidrio, hilos retorcidos, telas no tejidas, tejidos o textiles planos resistentes a la traccion o textiles planos para catalizadores, filtros u otros productos de fibras.

[0080] Para utilizar las fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura segun la invencion por ejemplo como textiles planos para catalizadores, las fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura pueden texturizarse.

[0081] Las fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura segun la invencion pueden utilizarse ademas preferiblemente para producir tejidos, componiendose los tejidos de fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura que, despues de la tejedura, se desencolan termicamente y se dotan de un acabado y presentan una perdida pequena de resistencia.

Ejemplo de realizacion 1:

[0082] Por medio del siguiente ejemplo de realizacion se explica la invencion mas detalladamente:

Para aclarar las influencias de las proporciones segun la invencion de los oxidos SrO, CuO, ZrO2 en la temperatura de transformacion y la temperatura de fusion, se produjeron las siguientes seis masas fundidas de vidrio, que presentan en su composicion (vease la Tabla 1) proporciones identicas de Fe2O3, Na2O, K2O, CaO, MgO, TiO2 y BaO.

[0083] La tabla 1 siguiente muestra un resumen de las composiciones qufmicas de fibras de vidrio de aluminosilicato utilizadas actualmente (vidrios de referencia) en comparacion con la composicion qufmica de fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura segun la invencion (n° de vidrio: 1 a 6). Todos los datos son en % en peso.

5

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25

30

35

Tabla 1: Influencia de los oxidos en los valores caracteristicos de temperatura de vidrios

Componentes: Ejemplos de realizacion n° de vidrio: Vidrios de referencia

1: 2 3 4 5 6 ECR Vidrio clase E Vidrio clase C

SiO2: 48,6 48,6 48,6 46,6 48,6 46,6 59,2 53,4 68,3

AI2O3: 15,6 15,6 13,6 15,6 13,6 15,6 14,1 14,8 2,8

Fe2O3: 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,1

Na2O: 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,2 13,7

K2O: 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,2 3,0

CaO: 19,9 19,9 19,9 19,9 19,9 19,9 22,8 22,4 5,4

MgO: 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,3 0,1 5,0

TiO2: 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 7,9 2,6 0,2 0,2

BaO: 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,0 0,0 0,0

SrO: 6,0 6,0 6,0 0,0 0,0 0,0

CuO: 6,0 6,0 6,0 0,0 0,0 0,0

ZrO2: 2,0 2,0 2,0 2,0 0,0 0,0 0,0

B2O3: 0,0 8,5 1,5

Tg: 775 767 783 785 775 778 753 675 527

Tf: 1.225 1.169 1.236 1.232 1.180 1.112 1.300 1.198 1.180

Ts: 1.358 1.246 1.375 1.355 1.261 1.245 1.459 1.344 1.426

[0084] Las mezclas de vidrio para los vidrios segun la tabla 1 se calientan en una cubeta de fusion hasta la licuacion. Aprovechando la fuerza de la gravedad y la fuerza de estirado, con un procedimiento de filamento continuo por estirado mecanico se producen hilos de vidrio que se enrollan sobre un carrete en rotacion. Para el enfriamiento, las fibras de vidrio que salen de las toberas se tratan mediante refrigeracion por conveccion y por agua.

[0085] La temperatura de transformacion se considera como el lfmite entre el comportamiento elastico-fragil del vidrio solidificado y el comportamiento plastico viscoso del vidrio reblandecido. Se halla por termino medio en una viscosidad de 1013,3 dPas y se determino segun DIN ISO 7884-8:1998-02 en el punto de interseccion de las tangentes situadas en los lados de la curva de dilatacion acodada.

[0086] De la Tabla 1 se desprende que las proporciones de los oxidos influyen en los valores caracteristicos de temperatura (Tg, Tf y Ts) de las distintas fibras de vidrio. En comparacion con los vidrios de referencia, todos los vidrios de ensayo segun la invencion presentan una mayor Tg, siendo Tg mayor de 760° C. Al mismo tiempo, Ts y Tf de los vidrios de ensayo segun la invencion se han reducido por termino medio respectivamente en 100° C o 50° C.

[0087] En cuanto a los vidrios de ensayo segun la invencion entre si, una proporcion de un 6% en peso de SrO lleva a un aumento de Ts, Tf y Tg. En cambio, una proporcion anadida de un 6% en peso de CuO contribuye a una disminucion de Ts y Tf. Una proporcion de un 2% en peso de ZrO2 en detrimento del SiO2 lleva a un aumento de Tg, estando los valores caracteristicos de temperatura Tf y Ts reducidos a causa de la proporcion de CuO. El TiO2 actua como el SrO, aumenta Tg y reduce Tf y Ts.

Ejemplo de realizacion 2:

[0088] Para aclarar las influencias de las proporciones segun la invencion de los oxidos SrO, CuO, ZrO2 en la temperatura de transformacion y la temperatura de formacion de fibras, se produjeron ademas las siguientes siete masas fundidas de vidrio. De la Tabla 2 se desprenden las composiciones correspondientes para los vidrios con los numeros 8 a 13. Como agente de afino se anadio a las masas fundidas de vidrio en cada caso exclusivamente sulfato de bario en una proporcion de un 0,4% en peso, en relacion con la proporcion total de BaO.

[0089] La tabla 2 muestra los resumenes qufmicos del vidrio de tres fibras de vidrio de aluminosilicato comercialmente disponibles (vidrios de referencia) en comparacion con siete ejemplos de composiciones del vidrio de fibras de vidrio de aluminosilicato resistentes a la temperatura segun la invencion (n° de vidrio: 7-13). Todos los datos son en% en peso.

[0090] La adicion de ZrO2 (0,3% en peso en n° de vidrio 8) aumenta Tg y lleva al mismo tiempo tambien a un aumento de Tf. Mediante la adicion de SrO (4,0% en peso en n° de vidrio: 10) puede reducirse Ts de forma significativa a 1.363° C, aumentando al mismo tiempo Tg ligeramente. Si se emplean ambos oxidos en combinacion (vease n° de vidrio: 11 y 12), sus efectos en Tg, Tf y Tl dependen de la proporcion total respectiva de la composicion

5

10

15

20

25

30

de vidrio, permitiendo la adicion de CuO (0,1% en peso en n° de vidrio: 13) un ajuste fino de las temperaturas caracterfsticas.

[0091] Ademas, el n° de vidrio: 11 contiene TiO2 en una concentracion total de un 8,3% en peso, con lo que se aumenta Tg y al mismo tiempo se reducen la temperatura de fusion y la temperatura de formacion de fibras.

Tabla 2: Influencia de los oxidos en los valores caracteristicos de temperatura de vidrios

Componente: Ejem plos de realizacion n° de vidrio: Vidrios de referencia

7: 8 9 10 11 12 13 ECR Vidrio clase E Vidrio clase C

SiO2: 58,3 56,0 58,2 52,5 46,0 54,5 54,5 59,2 53,4 68,3

AI2O3: 13,5 15,2 15,4 15,5 12,0 14,8 14,8 14,1 14,8 2,8

Fe2O3: 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,1

Na2O: 0,0 0,2 0,2 0,0 0,0 0,2 0,2 0,1 0,2 13,7

K2O: 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,7 0,7 0,6 0,2 3,0

CaO: 22,0 22,0 20,0 22,0 20,0 20,4 20,3 22,8 22,4 5,4

MgO: 0,6 0,6 0,6 0,5 0,6 0,6 0,6 0,3 0,1 5,0

TiO2: 2,6 2,6 2,6 2,4 8,3 3,5 3,5 2,6 0,2 0,2

BaO: 2,0 2,0 2,0 2,0 0,3 2,0 2,0 0 0 0

SrO: 4,0 8,0 1,0 1,0 0 0 0

ZrO2: 0,3 4,0 2,0 2,0 0 0 0

CuO: 0,1 0 0 0

B2O3: 0 8,5 1,5

Tg [° C]: 757 765 760 764 763 772 763 753 675 527

Tf [° C]: 1.161 1.186 1.212 1.151 1.127 1.230 1.215 1.285 1.156 1.011

Ts [° C]: 1.449 1.421 1.482 1.363 1.350 1.450 1.448 1.458 1.345 1.425

Ejemplo de realizacion 3 - Determinacion de la resistencia a la rotura residual tras una carga termica

[0092] Para determinar la resistencia a la rotura inicial se ensayan tejidos de prueba en una determinacion triple en forma de tiras (cada una 5 x 30 cm en direccion de urdimbre o 5 x 30 cm en direccion de trama) en una maquina de ensayo de rotura (Zwick GmbH & Co. KG) con una fuerza de rotura max. de 10 kN con una distancia de 10 cm entre los dispositivos de apriete y una velocidad de avance constante de 100 mm/min y se calcula el valor medio de 3 tejidos de prueba.

Carga termica

[0093] Para determinar la resistencia a la temperatura, los tejidos de prueba se tratan en forma de tiras (5 x 30 cm; hilos de vidrio de 9 um) en un armario termico a 400° C durante 1 h. A continuacion, los tejidos de prueba se sacan del armario termico y se enfrfan a temperatura ambiente hasta aproximadamente los 20° C.

[0094] De acuerdo con lo arriba mencionado, se tratan en cada caso tejidos de prueba en forma de tiras (5 x 30 cm; hilos de vidrio de 9 um) en un armario termico a 500° C, 600° C, 650° C, 700° C, 750° C u 800° C durante, en cada caso, 1 h y a continuacion se enfrfan a temperatura ambiente hasta aproximadamente los 20° C.

[0095] La comprobacion de la resistencia a la rotura residual de los tejidos de prueba tratados termicamente y enfriados se realiza analogamente a la determinacion de la resistencia a la rotura inicial.

[0096] En la tabla 3 siguiente figuran los valores de resistencia a la rotura relativa para las distintas temperaturas, suponiendose una resistencia a la rotura inicial de un 100% y calculandose las resistencias a la rotura residuales relativas [en%] como porcentajes con respecto a la resistencia a la rotura inicial.

[0097] Como referencias se utilizaron tejidos de prueba de vidrio clase E o vidrio clase ECR.

Tabla 3: Resistencia a la rotura residual relativa [en%] tras una carga termica

Vidrio: 400° C 600° C 650° C 700° C 750° C 800° C

Vidrio clase E: 13 8 6 1 - -

ECR: 19 10 10 9 5 -

N° de vidrio: 8: 20 15 14 14 11 1

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

[0098] La tabla 3 muestra que la resistencia a la rotura residual relativa de los tres tejidos de prueba disminuye con el aumento de la carga termica (de 400 a 700° C). Mientras que los tejidos de prueba de vidrio clase E no presentan ninguna resistencia residual tras una carga termica de 750° C, los tejidos de prueba de vidrio clase ECR presentan aun una resistencia a la rotura residual relativa de un 5% en relacion con la resistencia a la rotura inicial. Ademas, los tejidos de prueba obtenidos a partir de fibras de vidrio de la composicion segun la invencion presentan tras una carga termica de 750° C una resistencia a la rotura residual relativa de un 11%, y tras una carga termica de 800° C aun una resistencia a la rotura residual relativa remanente de un 1%, en relacion con la resistencia a la rotura inicial.

Ejemplo de realizacion 4 - Resistencia a los alcalis

[0099] Analogamente al ejemplo de realizacion 3, se determinaron las resistencias a la rotura iniciales de los tejidos de fibras de vidrio obtenidos a partir de fibras de vidrio segun la invencion del n° de vidrio: 8 (vease la Tabla 2, ejemplo de realizacion 2) con una velocidad de avance constante de (50 ± 5) mm/min. Como referencias se utilizaron en cada caso tejidos de prueba de vidrio clase E o fibras de vidrio clase ECR.

Tratamiento de corta duracion con alcalis segun DIN EN 13496:1999-06

[0100] Para determinar la resistencia a la rotura residual tras un tratamiento de corta duracion con alcalis segun DIN EN 13496:1999-06, los tejidos de prueba se sumergen en direccion de trama en forma de tiras (5 cm x 30 cm; hilos de vidrio de 9 um) durante 24 horas a una temperatura de (60 ± 2)° C en una solucion alcalina (1 g NaOH, 4 g KOH, 0,5 g Ca(OH)2 en un litro de agua destilada) y se almacenan. La determinacion de la resistencia a los alcalis se realiza por cada tejido de prueba respectivamente como determinacion septuple.

[0101] Como referencia, los tejidos de prueba respectivos se almacenan en condiciones ambientales durante al menos 24 h a (23 ± 2)° C y con un (50 ± 5)% de humedad relativa del aire.

[0102] Tras el almacenamiento en la solucion alcalina, los tejidos de prueba se lavan con agua corriente del grifo a una temperatura de (20 ± 5)° C hasta que el valor pH en la superficie, medido con un papel indicador de pH, es inferior a un pH 9. A continuacion, los tejidos de prueba se almacenan durante 1 h en acido clorhfdrico al 0,5%. Tras este almacenamiento, los tejidos de prueba se lavan sin moverlos mucho en agua corriente del grifo hasta que se alcanza un valor pH de 7, medido con papel indicador de pH. Los tejidos de prueba se secan durante 60 min a (60 ± 2)° C y a continuacion al menos 24 h a (23 ± 2)° C con un (50 ± 5)% de humedad relativa del aire, antes de someterlos a ensayo.

[0103] Para determinar la resistencia a la rotura residual (vease la Tabla 4), los tejidos de prueba se sujetan en la maquina de ensayo de rotura y se estiran a una velocidad de avance constante de (50 ± 5) mm/min hasta la rotura del tejido de prueba. Durante el ensayo se determinan la fuerza en newtons y la deformacion longitudinal en milfmetros.

[0104] Tras el tratamiento con alcalis segun DIN EN 13496:1999-06 se determino para todos los tejidos de prueba una resistencia a la rotura residual relativa comparable de un 75% o un 76%.

Tratamiento de larga duracion con alcalis segun ETAG 004

[0105] La resistencia a largo plazo de los tejidos de prueba (tejidos) a los alcalis se determina segun ETAG 004 (edicion 08/2011), seccion 5.6.7.1.2. Para ello, los tejidos de prueba se sumergen en direccion de trama en forma de tiras (5 cm x 5 cm; hilos de vidrio de 9 um) con la composicion de vidrio segun la invencion segun el n° de vidrio 8 (vease la Tabla 2) durante 28 dfas en una solucion alcalina (1 g NaOH, 4 g KOH, 0,5 g Ca(OH)2 en un litro de agua destilada) a (28 ± 2)° C.

[0106] Despues, los cuerpos de prueba se lavan sumergiendolos cinco minutos en una solucion acida (5 ml de HCl al 35% diluido en 4 litros de agua) y a continuacion se colocan sucesivamente en 3 banos de agua (de 4 litros cada uno). Los tejidos de prueba se dejan 5 minutos en cada bano de agua.

[0107] A continuacion, los tejidos de prueba se secan durante 48 horas a (23 ± 2)° C con un (50 ± 5)% de humedad relativa del aire. Las resistencias a la rotura residuales determinadas tras el tratamiento con alcalis figuran en la Tabla 4. En el caso de las rejillas de vidrio textil, la resistencia a la rotura residual ha de ser de al menos un 50% de la resistencia a la rotura inicial.

[0108] Para los tejidos de prueba obtenidos a partir de las fibras de vidrio segun la invencion del n° de vidrio: 8 (1.618,6 N/5 cm) se determino, con un 69%, una resistencia a la rotura residual relativa comparable a la del tejido de prueba obtenido a partir de vidrio clase ECR (1.488,4 N/5 cm o 70%). En cambio, los tejidos de prueba obtenidos a partir de vidrio clase E mostraron solo una resistencia a la rotura residual relativa de un 64% en relacion con los tejidos de prueba correspondientemente no tratados.

[0109] Cabe destacar como particularmente ventajosa la mayor resistencia a la rotura inicial de las fibras de vidrio segun la invencion en relacion con las fibras de vidrio obtenidas a partir de vidrio clase E o de vidrio clase ECR, como se desprende de la comparacion del n° de vidrio: 8 en relacion con el vidrio clase E y el vidrio clase ECR.

Tabla 4: Resistencia a la rotura residual relativa [en%] tras sometimiento a alcalis

Vidrio: Resistencia a la rotura inicial [N/5 cm] Resistencia a la rotura residual tras 24 h, 60° C DIN EN 13496, [N/5 cm] / [%] Resistencia a la rotura residual tras 28 d, almacenamiento ETAG 004, [N/5 cm] / [%]

Vidrio clase E: 1.986,7 1.484,4 / 75 1.264,8 / 64

ECR: 1.952,5 1.607,4 / 76 1.488,4 / 70

N° de vidrio: 8: 2.345,5 1.769,0 / 75 1.618,6 / 69

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

1. Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura, con la siguiente composicion:

52-60%

en peso SiO2

14-16%

en peso M2O3

< 0,4%

en peso Fe2O3

0,03-0,3%

en peso Na2O

0,3-0,7%

en peso K2O

20-22%

en peso CaO

0,4-0,8%

en peso MgO

1-5%

en peso TiO2

0,5-3%

en peso BaO

0-2%

en peso SrO

0-3%

en peso ZrO2

0-1%

en peso CuO

siendo la proporcion total de los oxidos de metal alcalino Na2O y K2O en conjunto como maximo de un 1,0% en peso,

estando la proporcion total de los oxidos SrO, CuO, ZrO2 en un intervalo entre un 0,1 y un 4,0% en peso y presentando la fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura una temperatura de transformacion > 760° C y una temperatura de formacion de fibras < 1.260° C,

hallandose la resistencia a la rotura residual de la fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura con un diametro en un intervalo entre 9 y 15 ym, despues de una carga termica de 760° C, en un intervalo entre un 10% y un 15% en relacion con la resistencia a la rotura inicial a temperatura ambiente.
2. Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura segun la reivindicacion 1, caracterizada por que presenta Na2O en una proporcion de como maximo un 0,25% en peso.
3. Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que presenta SiO2 en una proporcion en un intervalo de un 54,0 a un 58,0% en peso.
4. Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que presenta MgO en una proporcion de un 0,5 a un 0,8% en peso y Fe2O3 en una proporcion de como maximo un 0,3% en peso.
5. Fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que se presenta en forma de filamentos o en forma de fibras cortadas.
6. Procedimiento para producir una fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura segun una de las reivindicaciones 1 a 5, que presenta las etapas siguientes:

a. poner a disposicion una masa fundida de vidrio que presenta las siguientes proporciones de oxidos:

52-60%

en

14-16%

en

< 0,4%

en

0,03-0,3%

en

0,3-0,7%

en

20-22%

en

0,4-0,8%

en

1-5%

en

0,5-3%

en

0-2%

en

0-3%

en

0-1%

en

peso

SiO2

peso

M2O3

peso

Fe2O3

peso

Na2O

peso

K2O

peso

CaO

peso

MgO

peso

TiO2

peso

BaO

peso

SrO

peso

ZrO2

peso

CuO

siendo la proporcion total de los oxidos de metal alcalino Na2O y K2O en conjunto como maximo de un 1,0% en peso,

estando la proporcion total de los oxidos SrO, CuO, ZrO2 en un intervalo de un 0,1 a un 4,0% en peso,

b. transformar la masa fundida en filamentos o fibras cortadas,

c. enfriar los filamentos o fibras cortadas obtenidos,

d. bobinar los filamentos o producir textiles planos,

e. secar los filamentos o fibras cortadas o textiles planos obtenidos.
7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado por que en la puesta a disposicion de la masa fundida de vidrio se anade una parte de la proporcion total de BaO en forma de sulfato de bario en una proporcion de un 0,4% en peso.

5 8. Procedimiento segun la reivindicacion 6 o 7, caracterizado por que los filamentos y las fibras cortadas obtenidos a

partir de la masa fundida de vidrio se tratan con un apresto.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que el apresto contiene sustancias inorganicas.

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10. Utilizacion de una fibra de vidrio de aluminosilicato resistente a la temperatura obtenida segun una de las reivindicaciones 1 a 5 o segun una de las reivindicaciones 6 a 9 para producir fibras de vidrio, hilos retorcidos, telas no tejidas, tejidos o textiles planos resistentes a la traccion para catalizadores, filtros u otros productos de fibras.

15 11. Utilizacion segun la reivindicacion 10, caracterizada por que los tejidos se componen de fibras de vidrio de

aluminosilicato resistentes a la temperatura que estan termicamente desprovistas de apresto encoladas y dotadas de un acabado.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCION

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aun cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citado en la descripcion

• WO 9639362 A [0014] • US 3847627 A [0015]

• DE 2320720 A1 [0014] • EP 2321231 A1 [0016]

10 Bibliograffa no de patentes citada en la descripcion

• External Thermal Insulation Composite • ETAG 004. August 2011 [0105]

Systems with Rendering. August 2011 [0042]