SK40496A3

SK40496A3 - A mineral fiber composition

Info

Publication number: SK40496A3
Application number: SK404-96A
Authority: SK
Inventors: Peter Lohe; Wolfgang Holstein; Wolfgang Schwab
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 1996-11-06
Also published as: JPH08511763A; HRP950332A2; PL313521A1; CZ87896A3; FI961471A0; ES2123997T3; ATE171153T1; BR9506299A; NO961335L; EP0721432B1; FI961471A; NO961335D0; DE69504807T2; AU2885895A; TR199500867A2; WO1996004213A1; CZ283414B6; DE69504807D1; AU696046B2; EP0721432A1

Description

Oblasť Techniky

Vynález sa týka zloženia minerálneho vlákna, ktoré je biologicky odbúrateľné.

Doterajší stav techniky

Doteraz sú opísané zloženia niektorých minerálnych vlákien, o ktorých sa tvrdí, že sú biologicky odbúratelné.

Biologická odbúrateľnosť zmesí na minerálne vlákna má veľký význam, nakoľko rôzne výskumy uvádzajú, že niektoré sklené vlákna s veľmi malými priemermi v rozsahu menej ako 3 mikrometre môžu byť karcinogénne, zatiaľ čo biologicky odbúrateľné minerálne vlákna rovnakých rozmerov nevykazujú žiadnu karcinogenitu.

Zmesi na minerálne vlákna musia byť tiež ľahko spracovateľné známymi metódami na výrobu minerálnej vlny s malým priemerom, zvlášť zvlákňovaním dýzou. To znamená najmä vhodný rozsah spracovania napríklad 80 C a vhodná viskozita sklenej taveniny.

Avšak zásadný význam má nielen biologická odbúrateľnosť, ale dôležité sú aj mechanické a tepelné vlastnosti minerálnych vlákien, alebo výrobkov z nich, odolnosť minerálnych vlákien a spracovateľnosť zmesi na minerálne vlákna. Napríklad sa minerálne vlákna vo veľkom rozsahu používajú na izolačné účely. Pri tomto využití v priemyselnom sektore je nevyhnutná dostatočná tepelná odolnosť.

Podstata vynálezu

Vynález sa týka problému nového zloženia minerálneho vlákna, ktoré je charakterizované biologickou odbúrateľnosťou, má dobrú teplotnú odolnosť a je ľahko vyrobiteľné.

Vynález je založený na zistení, že uvedený problém je riešiteľný zložením minerálneho vlákna, ktoré pozostáva v podstate z oxidu kremičitého a oxidov alkalických zemín a tiež obsahuje oxid sodný a/alebo oxid draselný ako urýchľovač tavenia a značné množstvo oxidu hlinitého na zvýšenie teplotnej odolnosti.

Ukázalo sa, že uvedené zloženie minerálneho vlákna spĺňa požiadavku na kombináciu nevyhnutných vlastností, najmä biologickej odbúrateľnosti, dostatočnej teplotnej odolnosti pre izolovanie objektov v priemysle a dobrej spracovateľnosti na výrobu minerálnej vlny samotnej a výrobkov z nej. To zároveň znamená, že horná teplota odsklenia taveniny je výhodne pod 1300 ’C. Stredný priemer vlákien je výhodne 10 mikrometrov alebo menej, výhodne medzi 2,5 až 5 mikrometrami.

Predmetom tohto vynálezu je zloženie minerálneho vlákna, ktoré je biologicky odbúrateľné, a je charakterizované nasledujúcimi zložkami v hmotnostných percentách:

Si0₂

Αΐ2θ3

CaO

MgO

BaO

Na₂0

K₂0

Na₂0 + K₂0 Ti0₂, Fe₂0-j, MnO až menej ako 52 menej ako 4 viac ako 25 a do 45 5 až 15 0 až 7 2 až 12 0 až 10 2 až 15 0 až 5

Zmesi na minerálne vlákna podľa tohto vynálezu sú spracovlneľné zvlákňovaním dýzou, t.j. možno získať jemnú, nízko-tlkovú minerálnu vlnu.

Minerálne vlákna dosahujú vysokú teplotnú odolnosť, naj menej 730 ° C.

Minerálne vlákna vykazujú vysokú biologickú odbúrate!nosť.

Zmesi na minerálne vlákna podľa tohto vynálezu sa môžu výhodne taviť pri teplotách topenia 1350 až 1450 ’C v tavnej komore vyhrievanej fosílnymi palivami, zvlášť zemným plynom.

Takéto tavné komory môžu produkovať homogénnu taveninu, ktorá je predpokladom konštantnej kvality produktu. Homogenita sklenej taveniny tiež uľahčuje reprodukovateľnosť procesu tvorby vlákna a teda tepelných a mechanických vlastností produktu. Ďalej, konštantné chemické zloženie takto vyrábanej minerálnej vlny vedie ku kontrolovateľnej biologickej odbúrateľnosti.

Zvlášť prídavok oxidu hlinitého zvyšuje tepelnú odolnosť minerálnej vlny.

Zmesi na minerálne vlákna podľa tohto vynálezu majú výhodne nasledujúce zložky v % hmotnostných:

S1O2 40 až 51,5

Al₂0₃ 2 až menej ako 42

CaO	25,5	až 40
MgO	8 až	15
BaO	0 až	5
Na₂0	3 až	8
k₂o	2 až	10
Na₂0 + K₂0	5 až	10
TiO₂, Fe₂0₃, MnO	0 až	3

Obsah oxidu kremičitého je výhodne v rozsahu 40 až 55 % hmotnostných.

Vzhľadom na oxidy alkalických kovov je výhodný rozsah od 5 do 8 % hmotnostných. Oxid hlinitý je výhodne prítomný v rozsahu 3 až 4 % hmotnostne.

Oxid bárnatý, ktorý sa môže použiť namiesto oxidu vápenatého alebo horečnatého, je prítomný v množstve do 7 % hmotnostných, výhodne do 5 % hmotnostných, zvlášť výhodne 0,5 až 3 % hmotnostne.

Oxid sodný je výhodne prítomný v množstve viac ako 2 % hmotnostné.

Obsah oxidu hlinitého je tiež výhodne medzi 1 a 2 % hmotnostnými, zvlášť 1,5 % hmotnostného.

Obsah železa je výhodne 0,5 až 2,5 % hmotnostného.

Na zhodnotenie biologickej odbúrateľnosti sa použil štandardný práškový test Nemeckej sklárskej spoločnosti. Je to jednoducho uskutočňovaná metóda a poskytuje dostatočnú mieru biologickej odbúrateľnosti, ak sa používa so simulovaným fyziologickým roztokom pri 37 °C. Metóda je opísaná v L. Springer, Laboratoriumsbuch fur die Glasindustrie, 3. vydanie, 1950, Halle/S: V. Knapp Verlag.

Teplotné správanie sa minerálnych vlákien sa určilo Švédskou metódou. V tejto metóde sa používa silitová rúrková piecka s horizontálnou pracovnou rúrkou otvorenou na oboch koncoch, ktorá má dĺžku 350 mm a vnútorný priemer 27 mm. V strede piecky je malá keramická podložná platnička (30 x 20 x 3 mm) , ktorá nesie testovanú vzorku. Testovaná vzorka má rozmery 12 x 12 x 12 mm alebo priemer 12 mm x 12 mm výšky. Hustota je normálne 100 kg/m . Rýchlosť ohrevu je 5 K/min. Zmena výšky testovanej vzorky sa určuje kontinuálne pomocou snímacej optiky.

Prehľad obrázkov na výkrese

Na obr. 1 je určovanie teplotného správania sa vláken Švédskou metódou sledovaním závislosti zmenšenia výšky v % od teploty v ‘C.

Príklady uskutočnenia vvnálezu

Vynález bude podrobnejšie opísaný v nasledujúcich príkladoch.

Príklad 1

Vyrobila sa minerálna vlna s nasledujúcim zložením v % hmotnostných:

SiO₂

CaO

0.3

MgO

Na₂0 κ₂°

0,1

Táto minerálna zmes bola dobre spracovateľná na minerálne vlákna so stredným priemerom 2,0 až 10 gm zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania medzi 1300 a 1400 C.

Sledovanie pomocou štandardného práškového testu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo hodnotu 40 mg/kg a teda hodnotu vysokej biologickej odbúratelnosti.

Určovanie teplotného správania sa Švédskou metódou poskytlo teplotnú odolnosť s 5 % zmenšením výšky do 735 ’C, ktorú možno jasne vidieť na zodpovedajúcom diagrame uvedenom ako príklad na samostatnom nákrese.

Príklad 2

Vyrobila sa minerálna vlna s v % hmotnostných:

Si0₂

Α1₂θ3

CaO

MgO

Na₂0 nasledujúcim zložením

46,5

3,5

5.

Táto minerálna zmes bola tiež dobre spracovateľná na minerálne vlákna so stredným priemerom 2,0 až 10 gm zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania medzi 1300 a 1400 ’C.

Sledovanie pomocou štandardného práškového testu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo hodnotu 35 mg/kg a teda hodnotu vysokej biologickej odbúratelnosti.

Určovanie teplotného správania sa Švédskou metódou poskytlo teplotnú odolnosť s 5 % zmenšením výšky do 800 C.

Tento príklad ukazuje, že sklo s vysokým obsahom oxidu hlinitého má vynikajúcu teplotnú odolnosť, ktorá naopak je kritériom pre požiarnu odolnosť produktov.

Príklad 3

Vyrobila sa minerálna v % hmotnostných:

SiO₂

Αΐ2θ3

Ρ®2θ3

CaO

MgO

Na₂0 k₂o

BaO vlna s nasledujúcim zložením

2,8

0,9

25,6

9,7

4,9

1,0

4,9.

Táto minerálna zmes bola tiež dobre spracovatelná na minerálne vlákna so stredným priemerom 2,5 až 10 μιη zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania medzi 1300 a 1400 “C.

Príklad 4

Vyrobila sa minerálna v % hmotnostných:

SiO₂ ^^2θ3

Fe₂°3

CaO

MgO

Na₂0 k₂o

BaO vlna s nasledujúcim zložením

2,6

1,1

27,9

10,4

3,2

0,6

3,1.

Táto minerálna zmes bola tiež dobre spracovatelná na minerálne vlákna so stredným priemerom 2,5 až 10 μιη zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania medzi 1300 a 1400 ’C.

Príklad 5

Vyrobila sa minerálna v % hmotnostných:

SiO₂ ^Fe2°3

CaO

MgO

Na₂0 k₂°

BaO vlna s nasledujúcim zložením

50,9

2,6

1.1

10,4

2,2

1,6

1,1.

Táto minerálna zmes bola tiež dobre spracovatelná na minerálne vlákna so stredným priemerom 2,5 až 10 gm zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania medzi 1300 a 1400 ’C.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zmes na minerálne vlákna, ktoré sú biologicky odbúrateľné, vyznačujúca sa tým, že má nasledujúce zložky v hmotnostných percentách:

S1O2 40 až menej ako 52

AI2O3 menej ako 4

CaO viac ako 25 a do 45 MgO 5 až 15 BaO 0 až 7 Na₂0 2 až 12 k₂° 0 až 10 Νει^θ Ί ^2θ 2 až 15 Τΐθ2» Ρ^ε2θ3’ MnO 0 až 5
2. Zmes na minerálne vlákna podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že má nasledujúce zložky v hmotnostných percentách:

SÍO2 40 až 51,5

AI2O3 2 až menej ako 42

CaO 25,5 až MgO 8 až 15 BaO 0 až 5 Na₂0 3 až 8 k₂° 2 až 10 Na₂0 + K₂0 5 až 10 TÍO2, Fe203, MnO 0 až 3.
3. Zmes na minerálne vlákna podľa ktoréhokolvek z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že obsahuje oxidy alkalických kovov v množstve 5 až 8 % hmotnostných.
4. Zmes na minerálne vlákna podľa ktoréhokolvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že obsah oxidu hlinitého je medzi 3 a 4 % hmotnostnými.
5. Zmes na minerálne vlákna podľa ktoréhokoľvek z náro kov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že obsah že leza je 0,5 až 2,5 % hmotnostného.
6. Zmes na minerálne vlákna podľa ktoréhokoľvek z náro kov 1 až 5, vyznačujúca sa tým, že obsah oxi du bárnatého je 0,5 až 4 % hmotnostné.

1/1

I»
7Ψ Vm-<%