DE29515168U1

DE29515168U1 - Künstliche glasartige Fasern

Info

Publication number: DE29515168U1
Application number: DE29515168U
Authority: DE
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1995-09-21
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2005-09-22

Description

1 Künstliche glasartige Fasern

Die vorliegende Erfindung betrifft künstliche glasartige Fasern, die beim Gebrauch haltbar sind, von denen aber auch gezeigt werden kann, daß sie biologisch von Vorteil sind.

Künstliche glasartige Fasern werden aus einer glasartigen Schmelze wie beispielsweise Stein-, Schlacke-, Glas- oder anderen Mineralschmelzen hergestellt. Die Schmelze wird durch Schmelzen einer mineralischen Zusammensetzung, die die gewünschte Analyse aufweist, in einem Ofen gebildet. Diese Zusammensetzung wird im allgemeinen durch Mischen von Steinen oder Mineralien, um die gewünschte Analyse zu ergeben, gebildet. Die mineralische Zusammensetzung weist oft eine Analyse, ausgedrückt als Oxide, auf, die mindestens 30% SiO₂, weniger als 32% Al₂O₃ und mindestens . 10% CaO einschließt. Die Elementaranalysen in der vorliegenden Beschreibung beziehen sich auf das Gewicht und sind als Oxide berechnet. Das Eisenoxid kann eine Mischung von FeO und Fe₃O₃ sein, wird aber hier als FeO angegeben.

Eine effiziente und kosteneffektive Bildung der Schmelze im Ofen und der Fasern aus der Schmelze erfordert, daß die Zusammensetzung eine geeignete Liquidustemperatur aufweist und während des Faser-Herstellungsverfahrens eine geeignete Viskosität besitzt. Diese Erfordernisse beschränken die Wahl der zu schmelzenden Zusammensetzung.

Obwohl es keinen wissenschaftlichen Beweis dafür gibt, daß mit der Herstellung und Verwendung von künstlichen glasartigen Fasern ein Gesundheitsrisiko verbunden ist, haben kommerzielle Interessen die Hersteller dazu bewegt, künstliche glasartige Fasern bereitzustellen, die zwar die erforderlichen physikalischen Eigenschaften von künstlichen glasartigen Fasern (z.B. Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen und unter feuchten Bedingungen) beibehalten, von denen aber auch behauptet werden kann, daß sie eine verbesserte biologische Sicherheit bieten.

Diese Behauptung der verbesserten Sicherheit wird üblicherweise auf der Basis eines in vitro-Tests gemacht, in dem die Auflösungs-

geschwindigkeit oder Abbaubarkeit der Fasern in einer Flüssigkeit, die die Lungen-Flüssigkeit simulieren soll, wie beispielsweise Gamble'scher Lösung mit pH 7,4 bis 7,8, untersucht wird. Eine Folge der verbesserten Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 7,5 ist, daß die Fasern eine verminderte Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweisen.

Zahlreiche Patentanmeldungen, die Fasern beschreiben, die eine verbesserte Auflösungsgeschwindigkeit in einem derartigen in vitro-Test ergeben, sind veröffentlicht worden, wie beispielsweise WO87/05007, WO89/12032, EP 412878, EP 459897, WO92/09536,
WO93/22251 und WO94/14717.

Ein Charakteristikum vieler dieser Patentanmeldungen und von Fasern, von denen behauptet wird, daß sie in derartigen in vitro-Tests eine verbesserte Auflösungsgeschwindigkeit zeigen, ist, daß die Fasern einen verminderten Aluminiumgehalt aufweisen sollten. Der Aluminiumgehalt von Steinwolle und Schlackenwolle liegt im allgemeinen im Bereich von 5 bis 15% (gemessen auf Gewichtsbasis als Al₃O₃) und viele dieser angeblich biologisch geeigneten Fasern weisen einen Aluminiumgehalt von unter 4% und oft unter 2% auf.

Ein Problem bei vielen dieser Fasern (zusätzlich zur Ungewißheit, ob sie tatsächlich eine verbesserte biologische Eignung aufweisen) ist, daß mit einer höheren Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 7,5 gewöhnlich eine verminderte Haltbarkeit unter feuchten Bedingungen, auf die sie möglicherweise nach der Installation treffen, einhergeht. Ein weiteres Problem ist, daß die Eigenschaften der Schmelze für die Herstellung in herkömmlichen oder leicht anzupassenden Schmelz- und Faserherstellungs-Apparaturen nicht vollständig zufriedenstellend sind. Beispielsweise kann die Viskosität der Schmelze bei bequemen Faserbildungs-Temperaturen ziemlich niedrig sein.

Zusätzlich zu den in vitro-Tests sind in vivo-Forschungstests durchgeführt worden. Beispielsweise zeigte Oberdörster in VDI Berichte 853, 1991, Seiten 17 bis 37, daß an der Reinigung der Lungen von Fasern zwei Grundmechanismen beteiligt sind, nämlich die Auflösung in der nahezu neutralen Lungenflüssigkeit und die

Auflösung in der sauren Umgebung (bei pH 4,5 bis 5 gehalten), die in der Lunge um Fasern herum erzeugt wird, die von Macrophagen umgeben sind. Man nimmt an, daß Macrophagen die Entfernung der Fasern aus der Lunge dadurch fördern, daß sie die lokale Auflösung der umgebenen Faserfläche fördern, was zu einer Schwächung und einem Brechen der Fasern führt und so die durchschnittliche Faserlänge vermindert, wodurch die Macrophagen in die Lage versetzt werden, die kürzeren Fasern zu umschlingen und aus der Lunge heraus zu transportieren. Dieser Mechanismus wird in dem Artikel von Morimoto und al. in Occup. Environ. Med. 1994, 51, 62 - 67 und insbesondere in den Figuren 3 und 7 veranschaulicht.

Traditionelle Glasfasern und viele der künstlichen glasartigen Fasern, von denen behauptet wird, daß sie eine erhöhte Löslichkeit in Lungenflüssigkeit (bei pH 7,5) aufweisen, besitzen bei pH 4,5 eine schlechtere Löslichkeit als bei pH 7,5 und so würde der Angriff durch Macrophagen vermutlich nicht merklich zu einer Verkürzung und schließlichen Entfernung der Fasern aus der Lunge beitragen.

Bereits existierende künstliche glasartige Fasern, die aus Stein, Schlacke und anderen Mischungen mit relativ hohem Erdalkaligehalt gebildet werden, können bei pH 4,5 eine höhere Auflösungsgeschwindigkeit als bei pH 7,5 zeigen, neigen aber zu einer niedrigen Schmelzviskosität. Existierende Fasern weisen keine zufriedenstellende
Kombination von Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 und Schmelzeigenschaften auf. Fasern, von denen momentan auf der Basis von in vitro-Tests behauptet wird, daß sie bevorzugt sind, neigen dazu, eine niedrige Schmelzviskosität aufzuweisen, wenn sie den erforderlichen niedrigen Aluminiumgehalt besitzen. Die geringe Schmelzviskosität vermindert im Vergleich zur normalen Herstellung unweigerlich die Produktionseffizienz.

Es wäre wünschenswert, künstliche glasartige Fasern bereitzustellen, von denen mit Hilfe ihrer Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 gezeigt werden kann, daß sie in der Lunge biologisch abbaubar sind, und die bei der Verwendung eine gute Witterungsbeständigkeit aufweisen, wenn sie feuchten Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden, und die Schmelzeigenschaften besitzen, die eine normale

hohe Produktionseffizienz erlauben, und die aus kostengünstigen Rohmaterialien hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß werden künstliche glasartige Fasern hergestellt aus einer Zusammensetzung mit einer Analyse, ausgedrückt als Oxide, die mindestens 30% SiO₂, weniger als 30% Al₃O₃ und mindestens 10% CaO einschließt, wobei die Fasern dadurch gekennzeichnet sind, daß die Analyse der Zusammensetzung einschließt:

SiO₂ 32 bis 48%

Al₂O₃ 18 bis 30%

CaO 10 bis 30%

MgO 2 bis 20%

FeO 2 bis 15%

Na₂O + K₂O 0 bis 10%

TiO₂ 0 bis 6%

andere Elemente 0 bis 15%

und die Zusammensetzung eine Viskosität bei 1400⁰C von 10 00 bis 70 0 0 mPas aufweist,

und die Fasern eine Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 von mindestens 20 nm pro Tag besitzen. Vorzugsweise beträgt SiO₂ + Al₃O₃ 55 bis 75%, oft 56 bis 68%. Vorzugsweise beträgt CaO + MgO + FeO 25 bis 40%. Bevorzugte Zusammensetzungen sind in den Ansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß ist es überraschenderweise möglich, Fasern bereitzustellen, die bei pH 4,5 eine gute Auflösungsgeschwindigkeit aufweisen, wodurch sie die Reinigung der Lungen durch Macrophagen erleichtern (und somit eine echte biologische Abbaubarkeit fördern), und die eine niedrige oder mäßige Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 7,5 zeigen können, wodurch sie eine gute Stabilität unter feuchten Bedingungen (ohne Verlust der biologischen Abbaubarkeit) aufrechterhalten, und die normale Schmelzeigenschaften wie beispielsweise Liquidustemperatur, Kristallisationsgeschwindigkeit und Schmelzviskosität aufweisen können und die unter Verwendung &ldquor;ypn_# kostengünstigen Rohstoffen

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hergestellt werden können.

Ein weiterer Vorteil der Fasern ist, daß wenn sie Feuchtigkeit und kondensiertem Wasser ausgesetzt werden, die gebildete resultierende Lösung, die Auflösungsprodukte enthält, einen erhöhten pH aufweist, die Fasern aber eine verminderte Löslichkeit bei erhöhtem pH besitzen und sich so weniger auflösen und eine verbesserte Haltbarkeit aufweisen.

Die vorliegende Erfindung schließt auch Produkte ein, die diese künstlichen glasartigen Fasern umfassen.

Es ist leicht möglich, Elementaranalysen innerhalb der hierin angegebenen Bereiche zu wählen, um die definierte Kombination von Schmelzviskosität und Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 zu erhalten. Weiter ist es leicht möglich, die Zusammensetzung so zu wählen, daß die Zusammensetzung und die Fasern andere wünschenswerte Eigenschaften wie beispielsweise Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 7,5, Liquidustemperatur und Sintertemperatur zeigen.

Wenn man beispielsweise findet, daß die Viskosität irgendeiner speziellen Schmelze bei 1400⁰C zu hoch ist, kann es möglich sein, diese durch Verminderung der Gesamtmenge von SiO₂ + Al₂O₃ zu reduzieren. Wenn die Schmelzviskosität zu niedrig ist, kann es ähnlich, möglich sein, diese zu erhöhen, indem man die Gesamtmenge von SiO₂ + Al₃O₃ erhöht, im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 55 bis 75%, oft 60 bis 75%, oder indem man die Menge an Alkalioxid erhöht. Ähnlich kann es möglich sein, die Viskosität durch Erhöhung der Gesamtmenge an Erdalkalimetalloxid-Komponenten und FeO zu erniedrigen.

Wenn die Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 zu niedrig ist, kann es möglich sein, sie durch Verminderung der Menge an SiO₂ zu erhöhen, aber möglicherweise ist es dann notwendig, die Menge an Al₃O₃ zu erhöhen, um die Schmelzeigenschaften aufrechtzuerhalten.

Die SiO₂-Menge beträgt¹ normalerweise mindestens 34% und vorzugsweise mindestens 35%. Sie liegt normalerweise unter 47% und vorzugsweise unter 45%.

Die Menge an Al₃O₃ beträgt normalerweise mindestens 19%, aber vorzugsweise mindestens 20% und am meisten bevorzugt mindestens 24%. Normalerweise liegt sie unter 28% und vorzugsweise unter 26%.

Die kombinierte Menge von SiO₂ + Al₃O₃ beträgt normalerweise mindestens 56% und vorzugsweise mindestens 57%. In bevorzugten Produkten liegt sie oft oberhalb von 60%, am meisten bevorzugt bei 61 oder 62%. Sie beträgt normalerweise weniger als 70% oder 68% und vorzugsweise weniger als 65%.

Die CaO-Menge beträgt normalerweise mindestens 14% und vorzugsweise mindestens 18%. Normalerweise liegt sie unter 28% und vorzugsweise unter 25%.

Die MgO-Menge beträgt normalerweise mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 6% und am meisten bevorzugt mindestens 8%. Sie liegt normalerweise unter 15%, vorzugsweise unter 11%.

Die FeO-Menge beträgt normalerweise mindestens 3% und vorzugsweise mindestens 5%. Sie liegt normalerweise unter 10% und vorzugsweise unter 8%.

Die Gesamt-Alkalimenge (Na₂O + K,O) beträgt üblicherweise mindestens 1% und vorzugsweise mindestens 2%. Sie liegt üblicherweise unter 5% und vorzugsweise unter 3%.

Eine Vielfalt von anderen Elementen, einschließlich TiO₂, kann in der Zusammensetzung in jeder beliebigen Menge vorhanden sein, die die gewünschten Eigenschaften nicht beeinträchtigt und deshalb im allgemeinen ziemlich gering ist, zum Beispiel nicht mehr als 8%. Insbesondere schließt die Zusammensetzung oft TiO₂ in einer Menge von bis zu 3%, üblicherweise bis zu 2% ein. Die TiO₂-Menge beträgt üblicherweise mindestens 0,2%, oft mindestens 0,5 bis 1%. Die Gesamtmenge an anderen Elementen, einschließlich TiO₂, liegt im allgemeinen unter 10% und üblicherweise unter 5%. Am meisten bevorzugt sind von TiO₂ verschiedene Elemente in einer Menge von nicht mehr als 2% vorhanden. Beispiele für andere Elemente, die

eingeschlossen sein können, sind P₂ ⁰S' ^B2°3' ^Ba0' ^Zr02' ^Mn0
ZnO.

Die Schmelze kann normale Kristallisationseigenschaften aufweisen, wenn aber eine Minimierung der Kristallisation erwünscht wird, kann dies dadurch erreicht werden, daß man Magnesium in relativ niedrigen Mengen, beispielsweise 2 bis 6% MgO, einschließt.

Wenn man Fasern mit verbesserter Feuerbeständigkeit bereitstellen will, ist es im allgemeinen erwünscht, die FeO-Menge zu erhöhen, die dann vorzugsweise mindestens 6%, beispielsweise bis zu 8% oder höher, beispielsweise 10%, beträgt, und die MgO-Menge sollte dann mindestens 8% betragen.

Die Analyse der Zusammensetzung ist vorzugsweise derart, daß die Fasern bei pH 4,5 eine Auflösungsgeschwindigkeit von mindestens 25 und vorzugsweise mindestens 40 nm pro Tag aufweisen. Es ist wünschenswert, daß die Auflösungsgeschwindigkeit so hoch wie möglich ist (konsistent mit der Beibehaltung von adäquaten Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeits-Eigenschaften), aber es ist im allgemeinen nicht erforderlich, daß sie mehr als 100 nm pro Tag beträgt, und sie liegt üblicherweise unter 80 nm pro Tag.

Obwohl eine hohe Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 7,5 als wünschenswerte Eigenschaft (als Anzeichen für eine angebliche biologische Abbaubarkeit) vorgeschlagen worden ist, ist sie tatsächlich oft eine unerwünschte Eigenschaft, da sie ein Anzeichen für eine schlechte Witterungsbeständigkeit bei Einwirkung von Feuchtigkeit ist. Die Auflösung in den Lungen bei pH 7,5 ist tatsächlich von relativ geringer Bedeutung für die biologische Abbaubarkeit. Vorzugsweise weisen die Fasern eine Auflösungsgeschwindigkeit in Gamble'scher Lösung bei pH 7,5 von unter 25 und am meisten bevorzugt unter 15 nm pro Tag auf.

Die Viskosität der Zusammensetzung bei 1400⁰C beträgt üblicherweise mindestens 1200 oder 1500 mPas und beträgt vorzugsweise mindestens 1800 mPas. Obwohl sie so hoch wie beispielsweise 6000 mPas sein kann, beträgt sie im allgemeinen weniger als 4000 mPas und vorzugsweise beträgt sie nicht mehr als 3000 mPas.

Wenn die Fasern eine gute Feuerbeständigkeit aufweisen sollen, ist die Analyse vorzugsweise derart, daß die Sintertemperatur mindestens 800⁰C und vorzugsweise mindestens 1000⁰C beträgt.

Die Liquidustemperatur beträgt üblicherweise mindestens 1200⁰C, oft aber mindestens 1240⁰C. Sie kann so hoch wie beispielsweise 1400⁰C sein, beträgt aber vorzugsweise nicht mehr als 1340⁰C.

Ein Vorteil der Verwendung der definierten Schmelzen mit mäßigem Aluminiumgehalt zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist, daß er den Einschluß von leicht zugänglichen Materialien mit einem mäßigen Aluminiumgehalt wie beispielsweise Stein, Sand und Abfall erlaubt. Dies minimiert deshalb die Notwendigkeit, teure Materialien mit hohem Aluminiumoxidgehalt wie beispielsweise Bauxit oder Kaolin zu verwenden, und minimiert gleichzeitig die Notwendigkeit, teure Materialien mit sehr niedrigem Aluminiumoxidgehalt wie beispielsweise Siliciumdioxidsand oder Olivinsand, Eisenerz usw. zu verwenden. Typische, leicht zugängliche Materialien mit mittlerem Aluminiumoxidgehalt, die als Teil der oder die gesamte Zusammensetzung eingesetzt werden können, schließen Anorthosit und Phonolit und Gabros ein.

Die Zusammensetzung wird typischerweise hergestellt durch Mischen geeigneter Mengen von natürlich vorkommenden Stein- und Sandmaterialien wie beispielsweise Anorthosit, Gabros, Kalkstein, Dolomit und Diabas und Abfallmaterialien wie beispielsweise Mineralwollabfall, Aluminiumsilikate, Schlacke, Giesereisand, Filterstaub, Flugasche und Bodenasche.

Die Zusammensetzung kann auf herkömmliche Art in eine Schmelze umgewandelt werden, beispielsweise in einem elektrischen Ofen oder in einem Kuppelofen. Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Zusammensetzung ohne weiteres eine vernünftig niedrige Liquidustemperatur aufweisen kann (während sie eine adäquate Viskosität bei 1400⁰C beibehält) ,. und dies minimiert die Energiemenge, die zum Bilden der Schmelze erforderlich ist.

Die Schmelze kann auf herkömmliche Art und Weise in Fasern umgewandelt werden, beispielsweise durch ein Spinntopf-Verfahren oder durch ein Kaskadenrotor-Verfahren, wie beispielsweise in WO92/06047 beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Fasern können jeden genehmen Faserdurchmesser und jede genehme Faserlänge aufweisen.

In dieser Erfindung wird die Auflösungsgeschwindigkeit unter Befolgung des folgenden Versuchsprotokolls bestimmt.

300 mg Fasern wurden in Polyethylen-Flaschen gegeben, die 500 ml einer modifizierten Gamble'sehen Lösung (d.h. mit Komplexierungsmitteln) , die auf pH 7,5 bzw. 4,5 eingestellt war, enthielten. Einmal pro Tag wurde der pH überprüft und erforderlichenfalls mit Hilfe von HCl eingestellt.

Die Versuche wurden innerhalb von einer Woche durchgeführt. Die Flaschen wurden bei 37°C in einem Wasserbad gehalten und zweimal täglich kräftig geschüttelt. Aliguota der Lösung wurden nach einem und nach vier Tagen entnommen und hinsichtlich Si auf einem Perkin-Elmer-Atomabsorptionsspektrophotometer analysiert.

Die modifizierte	Gamble'sehe Lösung	hatte die folgende Zusammen
Setzung:
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MgCl₂.6H₂O	0,212
NaCl	7,120
CaCl₂.2H₂O	0,029
Na₂SO₄	0,079
Na₂HPO₄	0,148
NaHCO₃	1,950
(Na,-Tartrat).2H,	O 0,180
(Na,-Citrat).2H₉O	0,152
90% Milchsäure	0,156
Glycin	0,118
Na-Pyruvat	* 0,172
Formalin	1 ml
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Die Verteilung der Faserdurchmesser wird für jede Probe bestimmt durch Messen des Durchmessers von mindestens 200 einzelnen Fasern mit Hilfe des Linienschnittverfahrens und eines Rasterelektronenmikroskops oder optischen Mikroskops {1000-fache Vergrößerung) . Die abgelesenen Werte werden verwendet, um die spezifische Oberfläche der Faserproben zu berechnen, wobei man die Dichte der Fasern berücksichtigt.

Auf der Basis der Auflösung von SiO₂ (Netzwerk-Auflösung) wurde die aufgelöste spezifische Dicke berechnet und die Auflösungsgeschwindigkeit (nm/Tag) festgestellt. Die Berechnungen basieren auf dem SiO₂-Gehalt der Fasern, der spezifischen Oberfläche und der aufgelösten Si-Menge.

In dieser Beschreibung wird die Sintertemperatur durch das folgende Versuchtsprotokoll bestimmt.

Die thermische Stabilität, ausgedrückt als Sintertemperatur der Faser-Zusammensetzungen, wurde mit Hilfe des folgenden Verfahrens bestimmt:

Eine Probe (5 &khgr; 5 &khgr; 7,5 cm) Mineralwolle, die aus der zu untersuchenden Faser-Zusammensetzung hergestellt war, wurde in einen auf 700⁰C vorerhitzten Ofen gegeben. Nach 1, 5-stündiger Einwirkung wurden die Schrumpfung und das Sintern der Probe beurteilt. Das Verfahren wurde jedesmal mit einer frischen Probe und einer Ofentemperatur von 5O⁰C oberhalb der vorangehenden Ofentemperatur wiederholt, bis die maximale Ofentemperatur, bei der kein Sintern oder keine übermäßige Schrumpfung der Probe beobachtet wurde, bestimmt war.

In dieser Beschreibung ist die Viskosität in mPas bei 1400⁰C gemäß Bottinga und Weill, American Journal of Science, Band 272, Mai 1972, Seite 455 - 475 bestimmt.

Es folgen Beispiele für die Erfindung.

In jedem Beispiel wurde eine Zusammensetzung gebildet durch

Mischen geeigneter Anteile von Rohmaterialien und wurde in einem Muldenofen geschmolzen und wurde mit Hilfe der Kaskadenspinn-Technik in Fasern umgewandelt. Die Analysen der Zusammensetzungen und deren Eigenschaften sind in den folgenden Tabellen angegeben. Die Produkte A bis P sind erfindungsgemäße Produkte.

Das Produkt V weist eine Analyse ähnlich derjenigen von kommerzieller Schlackenwolle auf und man wird feststellen, daß es einen relativ niedrigen Aluminiumgehalt, einen hohen Calciumgehalt und eine ziemlich niedrige Schmelzviskosität und einen mäßigen Auflösungswert bei pH 7,5 aufweist.

Das Produkt X ist der Schlackenwolle V in gewisser Beziehung ähnlich, weist aber noch immer eine für ein bequemes Spinnen ziemlich niedrige Schmelzviskosität auf. Weiter ist die Faserstabilität auf Grund des geringen Gehalts an FeO und MgO niedrig. Das Produkt Y ist ein Produkt mit hohem Aluminiumgehalt, aber die Anteile aller Komponenten sind so, daß die Schmelzviskosität für ein bequemes Spinnen zu hoch ist.

Das Produkt Z ist einem herkömmlichen Steinwolle-Produkt mit normal guten Produkteigenschaften ähnlich, weist aber eine sehr niedrige Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 auf. Es zeigt einen ziemlich hohen Siliciumdioxidgehalt und einen relativ niedrigen Aluminiumoxidgehalt.

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Die neuen Fasern können in jeder beliebigen Form, die für künstliche glasartige Fasern herkömmlich ist, bereitgestellt werden. So können sie als Produkt, das aus losen, nicht gebundenen Fasern besteht, bereitgestellt werden. Häufiger werden sie zusammen mit einem Bindemittel bereitgestellt, beispielsweise als Ergebnis des Bildens der Fasern und deren Verbindung in herkömmlicher Weise. Im allgemeinen ist das Produkt als Platte, Matte, dünne Platte oder anderer Formgegenstand verdichtet.

Erfindungsgemäße Produkte können für jeden beliebigen herkömmlichen Einsatzzweck von künstlichen glasartigen Fasern formuliert werden, beispielsweise als Platten, Matten, dünne Platten, Rohre, Röhren oder andere geformte Produkte, die als Wärmeisolation, Feuerisolation und -schutz oder Schalldämmung und -regulierung dienen sollen, oder in geeigneten Formen zur Verwendung als Gartenbau-Aufzuchtmedien oder als freie Fasern zur Verstärkung von Zement, Kunststoffen oder anderen Produkten oder als Füllstoff.

Claims

14 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Künstliche glasartige Fasern, hergestellt aus einer Zusammensetzung mit einer Analyse, ausgedrückt als Oxide, die mindestens 3 0% SiO₂, bis zu 3 0% Al₂O₃ und mindestens 10% CaO einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungs-Analyse einschließt

SiO₂ 32 bis 48%

Al₂O₃ 18 bis 30%

CaO 10 bis 30%

MgO 2 bis 20%

FeO 2 bis 15%

Na₂O + K₂O 0 bis 10%

TiO₂ 0 bis 6%

Andere Elemente 0 bis 15% und die Zusammensetzung eine Viskosität bei 14 00⁰C von 10 bis 7000 mPas aufweist, und die Fasern eine Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 von mindestens 20 nm pro Tag aufweisen.

2. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungs-Analyse einschließt

SiO₂ 32 bis 48%

Al₂O₃ 18 bis 30%

CaO 10 bis 30%

MgO 2 bis 20%

FeO 2 bis 12%

Na₂O + K₂O 0 bis 7%

TiO₂ 0 bis 4%

Andere Elemente 0 bis 8%.

3. Fasern nach Anspruch 1 oder 2, in denen die Menge an SiO₂ + Al₂O₃ 55 bis 75% beträgt -

4. Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungs-Analyse einschließt SiO₂ . ' 32 bis 48% Al₂O₃ 18 bis 30%

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5· Fasern nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO₂-Menge 34 bis 45%, die Al₂O₃-Menge 19 bis 28%, die CaO-Menge 14 bis 25% und die MgO-Menge 5 bis 15% beträgt.

6. Fasern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an SiO₂ + Al₂O₃ 61 bis 68% beträgt.

7. Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Al₂O₃ 20 bis 26% beträgt.

8. Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die MgO-Menge mindestens 8% und die FeO-Menge mindestens 6% beträgt.

9. Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an SiO₂ + Al₃O₃ 60 bis 65% beträgt.

10.Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ti0₂-Menge bis zu 3% beträgt und die Fasern bis zu 4% andere Elemente einschließen.

11.Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 4,5 40 bis 8 0 nm pro Tag beträgt.

12.Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Viskosität von 1500 bis 4000 mPas bei 1400⁰C aufweist.

• ·

13.Fasern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität 1800 bis 3000 mPas beträgt.

14.Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Auflösungsgeschwindigkeit bei pH 7,5 von weniger als 15 nm pro Tag aufweisen.

15.Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Sintertemperatur von mindestens 1000⁰C aufweisen.

16.Fasern nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Liquidustemperatur von 1240 bis 1340⁰C liefert.

17.Produkt, das die künstlichen glasartigen Fasern nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16 einschließt.

18.Produkt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Platte, Matte, dünnen Platte, eines Rohres oder einer Röhre vorliegt.

19.Produkt nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß es ausgewählt ist aus Wärmeisolations-Produkten, Feuerisolier- und Schutzprodukten und Schalldämmungs- oder -regulierungs- oder -schutzprodukten, Gartenbau-Aufzuchtmedien und mit Fasern verstärkten oder gefüllten Produkten.