SK4896A3 - Zloženie minerálneho vlákna - Google Patents

Abstract

Minerálne vlákno, ktoré je biologicky odbúrateľné, obsahuje 40 až 67 % hmotn. oxidu kremičitého, 20 až 45 % hmotn. oxidu vápenatého, až 12 % hmotn. oxidu horečnatého, až 10 % hmotn. oxidu sodného, až 15 % hmotn. oxidu boritého, až 25 % hmotn. oxidu sodného a oxidu boritého, až 5 % hmotn. oxidu fosforečného, až 3 % hmotn. oxidu hlinitého a až 5 % hmotn. oxidu titaničitého, oxidu železitého, oxidu bámatého, oxidu horečnatého a oxidu draselného.

Description

Vynález sa vzťahuje na zloženie minerálneho vlákna, ktoré je biologicky odbúrateľné.

Doterajší stav techniky

Podľa doterajšieho stavu sú zverejnené zloženia niektorých minerálnych vlákien, o ktorých sa tvrdí, že sú biologicky odbúrateľné.

Biologická odbúrateľnosť materiálov z minerálnych vlákien má veľký význam, nakoľko rôzne výskumy uvádzajú, že minerálne vlákna s veľmi malými priemermi v oblasti menšej ako 3 mikrometre sa považujú za karcinogénne, zatiaľ čo biologicky odbúrateľné minerálne vlákna rovnakých rozmerov nevykazujú nijakú karcinogenitu.

Biologická odbúrateľnosť má zásadný význam, ale dôležité sú aj mechanické a tepelné vlastnosti minerálnych vlákien, alebo výrobkov z nich, ako aj spracovateľnosť minerálne vláknitých materiálov. Minerálne vlákna sa napríklad široko využívajú na izolačné účely. Osobitne pri využití v priemysle je nevyhnutná vhodná teplotná stálosť minerálneho vlákna.

Zloženie musí tiež umožňovať výrobu minerálneho vlákna s malými priemermi známymi spôsobmi, napríklad zvlákňovaním dýzou.

Podstata vynálezu

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

Vynález je založený na zistení, že uvedený problém je riešiteľný zložením minerálneho vlákna, ktoré v podstate pozostáva z oxidu kremičitého a z oxidov žieravých zemín a ktoré tiež obsahuje oxid boritý alebo oxid barnatý.

Ukázalo sa, že uvedené zloženie spĺňa požiadavku kombinácie nevyhnutných vlastností minerálneho vlákna, najmä biologickej odbúrateľnosti, teplotnej stálosti a dobrej spracovateľnosti.

tohto vynálezu je. zloženie minerálneho je biologicky odbúrateľné, vyznačujúce sa zložkami a ich obsahom v hmotnostných

Predmetom vlákna, ktoré nasleduj úcimi percentách:

Si02	40	až	67
CaO	20	až	45
MgO	0	až	12
Na20	0	až	10
B2°3	0	až	15
Na20 + Β20β	0	až	25
P2°5	0	v az	5
^^2θ3	0	v az	3
TiO^, Fe2Og, BaO, MnO, K20	0	až	5

Zloženia zmesí na minerálne vlákna podľa tohto vynálezu umožňujú zvlákňovanie dýzou alebo odstredivé zvlákňovanie. Získané vlákna majú dobrú teplotnú stálosť. Minerálne vlákna uvedeného zloženia prekvapivo vykazujú biologickú odbúrate!nosť. Stredný priemer vlákien je výhodne 10 mikrometrov alebo menej, zvlášť výhodne medzi 2,5 až 5 mikrometrami.

Prídavok oxidu boritého spôsobuje zníženie teploty tavenia a zabraňuje vzniku mikrokryštálov, čoho dôsledkom je ľahšie ovládanie výroby vlákna.

vynálezu majú výZmesi na minerálne vlákna podľa tohto

hodne ďalej	uvedené zloženie	(v hmotnostných	percentách):
sío2		45	až 67
CaO		20	až 45
MgO		0	až 12
Na20		0	až 10
B2°3		0,5	až 15
Na20 +	B2°3	1	až 15

Ρ₂0₅ Ο až 5

Α1₂Ο₃ 0 až 3

Ti0₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂0 0 až 5

Obsah oxidu kremičitého je výhodný v rozmedzí od 53 do 58 % (hmotnostných).

Obsah oxidu boritého je výhodný v rozmedzí 3 až 8 % (hmotnostných) a z toho oblasť 4 až 6 % je zvlášť výhodná.

Vo výhodnom uskutočnení môže byť obsah oxidu hlinitého od 1 do 3 % (hmotnostných) , výhodne 2 až 3 % hmotnostné. V inom výhodnom uskutočnení však obsah oxidu hlinitého môže byť menej ako 1 % (hmotnostné).

Iná výhodná zmes na minerálne vlákna má ďalej uvedené zložky a ich obsah ( v hmotnostných percentách):

Si°2	50	v az	60
CaO	25	až	35
MgO	1	až	10
Na20	1	až	8
p2°5	0	až	3
Α^-2θ3	0	v az	2
BaO	0,5	! až	; 5

Na stanovenie biologickej odbúrateľnosti sa použila normová prášková skúška Nemeckej sklárskej spoločnosti. Je to ľahko vykonateľný spôsob a poskytuje uspokojivé hodnoty biologickej odbúrateľnosti. Spôsob stanovenia sa opisuje v L. Springer, Laboratoriumsbuch fúr die Glasindustrie, 3. vydanie, 1950, Halle/S: V. Knapp Verlag.

Teplotné vlastnosti minerálnych vlákien sa určovali švédskym postupom. V tomto spôsobe stanovenia sa používa vodorovná silitová rúrková pec, otvorená na obidvoch koncoch, ktorá má pecnú rúrku dlhú 350 mm a vnútorný priemer 27 mm. V strede pece je malá keramická podložka (30 x 20 x 3 mm), ktorá slúži ako držiak skúšanej vzorky. Skúšobná vzorka má rozmery 12 x 12 x 12 mm alebo 0 12 mm x 12 mm _ a výšky. Objemová hmotnosť je bežne 100 kg. m . Rýchlosť ohrevu je 5 K.min^-^. Zmeny výšky skúšobnej vzorky sa plynulé sledujú pomocou snímacej optiky.

Vynález sa v ďalšom podrobnejšie opisuje na príkladoch.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priloženom obrázku je znázornená závislosť minerálneho vlákna v % od teploty ohrevu v eC. Príklady uskutočnenia vynálezu	zmrštenia
Príklad 1
Vyrobila sa	minerálna vlna zloženia	(hmotnostné
percentá):
Si°2	50
Α^2θ3	0,8
Fe2°3	0,3
CaO	41,1
MgO	0,6
Na20	0,4
k2o	0,1
Β2θ3	5,2
Toto zloženie	umožňovalo dobré spracovanie	na	vlákna so
stredným priemerom	2,7 mikrometra pri zvlákňovaní	dýzou pri

teplote ťahanie vlákna 1360 “C.

Skúmanie	vlákna	postupom	podľa	Nemeckej	sklárskej
spoločnosti	poskytlo	výsledok	35 mg.	kg-1, teda	hodnotu

vysokej biologickej odbúrateľnosti.

Stanovenie teplotných vlastností švédskym postupom poskytlo hodnotu teplotnej stálosti (do 5 % zmeny výšky) do 740 “C, ktorá je celkom jasne zrejmá z príslušného záznamu, znázorneného ako príklad na priloženom obrázku.

Príklad 2

Vyrobila sa minerálna vlna s nasledujúcim zložením (v hmotnostných percentách):

sío₂ ^A12°3 ^Fe2®3

CaO

MgO

Na₂O

56,5

0,3

0,3

29,1

7,8

0,5

5,0

Zmes tohto zloženia sa dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,8 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1320 °C.

Hodnotenie práškovou skúškou podlá normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 39 mg.kg“1, čo je hodnota vysokej biologickej odbúratelnosti.

Stanovenie teplotnej stálosti švédskym spôsobom poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 %-ného zníženia výšky do 720 °C.

Príklad 3

Vyrobila sa minerálna (v hmotnostných percentách):

SiO₂ ^A12°3 ^Fe2°3

CaO

MgO

Na₂0 k₂o vlna s nasledujúcim zložením

51,5

0,3

0,3

6,4

0,5

0,5

Zmes tohto zloženia sa tiež dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,9 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1340 C.

Hodnotenie práškovou skúškou podľa normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 33 mg.kg^-1, čo je hodnota vysokej biologickej odbúrateľnosti.

švédskym spôsobom -ného zníženia výšky

Stanovenie teplotnej stálosti poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 do 700 ’C.

Príklad 4

Vyrobila sa minerálna vlna s (v hmotnostných percentách):

SiO₂ ^a12°3 ^Fe2°3

CaO

MgO

Na₂0

K₂0 nasledujúcim zložením

51,2 1,9 0,5

26,8

9.3

7.3 0,5

1.4

Zmes tohto zloženia sa dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,5 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1340 ^eC.

Hodnotenie práškovou skúškou podľa normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 37 mg.kg1, čo je hodnota vysokej biologickej odbúrateľnosti.

Stanovenie teplotnej stálosti švédskym spôsobom poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 %-ného zníženia výšky do 700 °C.

Príklad 5

Vyrobila sa minerálna vlna s nasledujúcim zložením (v hmotnostných percentách):

Si°2	56
a12°3	0,3
Fe2°3	0,3
CaO	27,4
MgO	7

Na₂0 4,5 K₂0 Ο,5 Na₂0 + Κ₂0 5,0 BaO 4

Zmes tohto zloženia sa dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,7 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1360 ’C.

Hodnotenie práškovou skúškou podľa normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 35 mg.kg^-!, čo je hodnota vysokej biologickej odbúrateľnosti.

Stanovenie teplotnej stálosti švédskym spôsobom poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 %-ného zníženia výšky do 740 °C.

Príklad 6

Vyrobila sa minerálna vlna s nasledujúcim zložením (v hmotnostných percentách):

Si0₂ 55,5 Α1₂0β 0,5 Ρε₂Οβ 0,4 CaO 27,1 MgO 7,5 Na₂0 5,5 K₂0 0,5 Na₂0 + K₂0 6,0 BaO 3

Zmes tohto zloženia sa dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,8 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1360 “C.

Hodnotenie práškovou skúškou podľa normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 39 mg.kg^-1, čo je hodnota vysokej biologickej odbúrateľnosti.

Stanovenie teplotnej stálosti švédskym spôsobom poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 %-ného zníženia výšky do 720 ’C.

Príklad 7

Vyrobila sa minerálna (v hmotnostných percentách);

Si°₂ ai₂o₃

CaO

MgO

Na₂0

BaO vlna s nasledujúcim zložením

28,5

2,5

Zmes tohto zloženia sa dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,7 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1350 °C.

Hodnotenie práškovou skúškou podlá normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 35 mg.kg^-1, čo je hodnota vysokej biologickej odbúratelnosti.

Stanovenie teplotnej stálosti švédskym spôsobom poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 %-ného zníženia výšky do 720 °C.

Príklad 8

Vyrobila sa minerálna (v hmotnostných percentách):

SiO₂

Α1-2θ3

CaO

MgO

Na₂0

BaO vlna nasledujúcim zložením

Zmes tohto zloženia sa dobre spracovávala na vlákna so stredným priemerom 2,8 mikrometra zvlákňovaním dýzou pri teplote zvlákňovania 1360 °C.

Hodnotenie práškovou skúškou podľa normového postupu Nemeckej sklárskej spoločnosti poskytlo výsledok 39 mg.kg^-!, čo je hodnota vysokej biologickej odbúratelnosti.

Stanovenie teplotnej stálosti švédskym spôsobom poskytlo výsledok teplotnej stálosti 5 %-ného zníženia výšky do 740 “C.

Claims (7)

1. Zloženie minerálneho vlákna, odbúrateľné, vyznačujúce sa zložky (hmotnostné percentá):

SiO₂

CaO

MgO

Na₂0 ^Β2θ3

Na₂0 t ®2θ3 ^P2°5

Α1-2θ3

TiO₂, Fe₂Og, BaO, MnO, K₂0 ktoré je biologicky

t ý m, Ži 40 až 67 20 až 45 0 až 12 0 až 10 0 až 15 0 až 25 0 až 5 0 až 3 0 až 5

2. Zloženie minerálneho vlákna podlá nároku 1, v y značujúce sa tým, že obsahuje zložky (hmotnostné percentá):

Si°₂ 40 v az 67 CaO 20 až 45 MgO 0 až 12 Na₂0 0 až 10 • ^Β2θ3 0,5 až 15 Νει^Ο 4“ 1 až 15 - ^P2°5 0 až 5 Α^2θ3 0 až 3 TiO₂, Fe₂0-j, BaO, MnO, K₂0 0 až 5

3. Zloženie minerálneho vlákna podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje zložky (hmotnostné percentá):

sío₂ 45 až 60 CaO 25 až 45 MgO 5 až 10 Na₂0 0 až 5 ^Β2θ3 1 v az 15 Na₂0 + B₂Oj 3 až 10

Ρ₂0₅ Ο až 1

Α1₂Ο₃ 0 až 3

TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂0 0 až 3

Fe₂O₃ menej ako 1

4. Zloženie minerálneho vlákna podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že obsah oxidu kremičitého je 53 až 58 % (hmotnostných).

5. Zloženie minerálneho vlákna podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že obsah oxidu boritého je 3 až 8 % (hmotnostných), výhodne 4 až 6 % (hmotnostných).

6. Zloženie minerálneho vlákna podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje zložky (hmotnostné percentá):

Si0₂ 50 až 60 CaO 25 v az 35 MgO 1 v az 10 Na₂0 1 až 8 ^P2°5 0 v az 3 ai₂o₃ 0 až 2

BaO 0,5 až 5

7. Zloženie minerálneho vlákna podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že obsahuje zložky (hmotnostné percentá):

sío₂ 52 až 58 CaO 28 až 32 MgO 5 až 10 Na₂0 3 až 7 ^P2°5 0 až 1 A1₂O₃ 0,5 v az 1, BaO 0,5 až 3