HRP20000073A2 - Mineral fibre - Google Patents

Description

Predmet ovog izuma je mineralna smjesa pretvoriva u vlakna, kao i vlakna dobivena od nje, koja imaju visoku termorezisteniciju.

Mineralna vlakna dobivena taljenjem i centrifugiranjem mineralnih sirovih tvari, poput kamena, šljake i sličnih, imaju široku primjenu u proizvodnji hasura i pokrivača od mineralnih vlakana, primarno u svrhe toplinske i zvučne izolacije u građevinskoj industriji. Pored dobrih svojstava u izolaciji od topline i zvuka koja pokazuje proizvedena hasura, u posljednje se vrijeme posvećuje sve više pozornosti svojstvima hasure sa gledišta higijene rada.

Na tržištu su dostupni različiti proizvodi za izolaciju, koji se ne razlikuju samo po svojstvima toplinske izolacije, već i po različitom stupnju termorezistencije (otpornosti na temperaturu). Proizvodi od termorezistentnog mineralnog vlakna su proizvodi koji mogu podnijeti povišene temperature tijekom duljih vremenskih razdoblja bez značajnijih promjena oblika ili dimenzija. Ovakvi proizvodi su stoga zanimljivi s gledišta protupožarne zaštite.

Obično stakleno vlakno je termorezistentno na temperaturama do približno 550°C, dok je termorezistencija obične kamene vune bolja, do približno 700°C. Međutim, postoji zanimanje za proizvode koji imaju još višu termorezistenciju, do 1100-1200°C, pa su takvi proizvodi također dostupni na tržištu.

Ovakvi proizvodi od termorezistentnog vlakna sadrže kao glavne okside silicij oksid, SiO2, i aluminij oksid, Al2O3, a uz njih često i okside zemnoalkalijskih kovina, poput kalcij oksida, CaO, ili magnezij oksida, MgO. Pored toga, ovi proizvodi mogu sadržavati različit stupanj drugih oksida, poput titan oksida, TiO2, mangan oksida, MnO, bor oksida, B2O3, cirkonij oksida, ZrO2, krom oksida, Cr2O3, alkali oksida natrij i kalij oksida, Na2O, K2O, kao i onečišćenja. Kao primjeri prethodnih dostignuća od važnosti navodi se, na primjer, SAD 4461840 i DE-OS 1 496 662.

Ovakvi proizvodi od termorezistentnog vlakna općenito sadrže povećanu količinu Al2O3, a često i relativno visoke količine željeznog oksida, FeO i Fe2O3. Nazočnost željeza je posljedica činjenice da brojne ekonomički gledano privlačne sirove tvari sadrže željezo u većoj ili manjoj količini. Međutim, nazočnost aluminija i željeza u velikim količinama čini vlakno krhkim i neelastičnim, što dovodi do otežanog rukovanja vlaknom.

Prema izumu, pokazano je kako se ovaj nedostatak može ukloniti uključivanjem fosfora u sastav vlakna. Dodavanje fosfora povećava elastičnost i rastezljivost vlakna koje sadrži aluminij i željezo. Ovo rezultira boljim svojstvima pri rukovanju proizvodima od vlakna. Kako se proizvodi od vlakna mogu elastično stlačiti, potreba za prostorom, na primjer tijekom pohrane i prijevoza, se smanjuje. Kao posljedica elastičnosti, tvar zadržava svoj izvorni oblik nakon popuštanja tlačenja, a pri uporabi dobro popunjava sve prostore u građevnoj konstrukciji. Pored toga, sklonost stvaranju prašine je smanjena radi smanjene krhkosti vlakna. Također postaje vidljiva mogućnost uporabe povećane koncentracije alkalija u ovim vlaknima, što može biti prednost u pojedinim primjenama.

Preciznije, izum se odnosi na mineralno vlakno koje sadrži slijedeće sastojke u mas%:

SiO2 38 - 47

Al2O3 16 - 20

TiO2 0 - 4

MgO 5 - 15

CaO 14 - 22

Na2O + K2O 0 - 6

željezo (FeO+Fe2O3) 3 - 10

P2O5 0.5 - 4

ostalo 0 - 4

Izraz “ostali” sastojci odnosi se na moguća onečišćenja koja nisu od ključne važnosti za svojstva izrađenog vlakna.

Poznato je kako je u rasponu od 0 - pribl.15% koncentracija aluminij oksida izravno proporcionalna stabilnosti vlakna u biološkim otopinama, to jest, što više aluminij oksida smjesa sadrži, proizvod je stabilniji i slabije topljiv. Međutim, ova je povezanost obrnuta pri višim koncentracijama, i tada se topljivost vlakna povećava usporedo s koncentracijom aluminij oksida. Prema tome, ovim je izumom dobiveno vlakno koje ima dobru termorezistenciju, dobru elastičnost i visoku topljivost u biološkim otopinama.

U gore spomenutoj smjesi, MgO je preporučljivo 5-12 mas%.

Prema svojim naprednim oblicima, izum je usmjeren ka mineralnom vlaknu čiji je sastav, izažen u mas%, slijedeći:

SiO2 40 - 44

Al2O3 16 - 20

TiO2 0 - 4

MgO 8 - 12

CaO 16 - 22

Na2O + K2O 2 - 5

željezo (FeO+Fe2O3) 3 - 8

P2O5 0.5 - 2

ostalo 0 - 4

Vlakno prema izumu pripravlja se na uobičajeni način, miješanjem prikladnih sirovih tvari poput kamena, šljake, bauksita, dolomita, apatita, anortozita, stakla ili raznovrsne šljake i drugih prikladnih otpadnih tvari u prikladnim omjerima, bilo kao takvih, bilo kao briketa. Sirove tvari se potom melju, na primjer u električnoj ili kupolastoj visokoj peći, a nakon toga pretvaraju u vlakna bilo kojim uobičajenim postupkom, na primjer kaskadnim centrifugiranjem taljevine i prikupljanjem vlakana na pokretnoj traci.

Slijedeći primjeri ilustriraju izum, i nije im svrha ograničavati ga.

Primjer 1

Slijedeći sastojci, čiji je sastav prikazan u slijedećoj tablici, se pune u kupolastu visoku peć, u količinama izraženima u mas%.

[image]

Vlakna se priprave kaskadnim centrifugiranjem na uobičajeni način iz dobivene taljevine, vlakna se prikupe na otpremniku, čime se dobije hasura od mineralnog vlakna. Mineralna vlakna imaju slijedeći sastav, izražen u mas%:

SiO2 42.0

Al2O3 19.0

TiO2 1.0

MgO 10.0

CaO 19.0

Na2O + K2O 3.0

željezo (FeO+Fe2O3) 4.0

P2O5 1.0

ostalo 1.0

Primjer 2

Odabirom prikladnih sirovih tvari, u jednu se ruku vlakna prema izumu (vlakno A) i poredbena vlakna (vlakno B) priprave na isti način kao što je opisan u Primjeru 1. Nastala vlakna imaju slijedeći sastav, u mas%:

A B

SiO2 42.1 43.9

Al2O3 18.7 19.6

TiO2 1.7 0.6

MgO 10.4 11.3

CaO 15.8 17.0

Na2O + K2O 2.9 1.7

željezo (FeO+Fe2O3) 6.8 5.7

P2O5 0.8 0.05

ostalo 0.8 0.2

Vlakna A i B sadrže približno jednaku količinu aluminij oksida plus željeznog oksida, ali vlakno B sadrži tek neznatnu količinu fosfora, dok je njegova zastupljenost u vlaknu A unutar granica izuma.

Stlačivost hasure od vlakna čija je gustoća 27 kg/m3, a načinjena je od vlakna A. odnosno B, mjerena je na slijedeći način. Ispitivani uzorak (veličine 30 x 30 cm) hasure načinjene od vlakna A, odnosno vlakna B, se tlači u uređaju za tlačenje, između dvije ploče, do debljine koja odgovara 20% početne debljine. Ispitivani uzorak se drži u stlačenom stanju 5 minuta, nakon čega se sila tlačenja ukloni i uzorak se ostavi približno 1 minutu da se vrati u početni oblik. Ispitivana hasura od vlakna A prema izumu pokazuje u ovom testu oporavak od 93-94% (nakon uklanjanja sile, uzorak je ponovno poprimio 93-94% svoje izvorne debljine) što predstavlja normalnu vrijednost, dok kod poredbenog vlakna B iznosi 89-91%, što je vrijednost bliska granici prihvatljivosti. Prema tome, rezultati testa pokazuju kako hasura izrađena od vlakna A prema izumu ima bolju stlačivost u odnosu na referentno vlakno B.

Claims (7)

1. Mineralno vlakno, naznačeno time, što ima slijedeći sastav, izražen u mas%: SiO2 38 - 47 Al2O3 16 - 20 TiO2 0 - 4 MgO 5 - 15 CaO 14 - 22 Na2O + K2O 0 - 6 željezo (FeO+Fe2O3) 3 - 10 P2O5 0.5 - 4 ostalo 0 - 4

2. Mineralno vlakno prema zahtjevu 1, naznačeno time, što MgO sudjeluje u sastavu s 5-12 mas%.

3. Mineralno vlakno prema zahtjevu 1 ili 2, naznačeno time, što u osnovi ima slijedeći sastav, izražen u mas%: SiO2 40 - 44 Al2O3 16 - 20 TiO2 0 - 4 MgO 8 - 12 CaO 16 - 22 Na2O + K2O 2 - 5 željezo (FeO+Fe2O3) 3 - 8 P2O5 0.5 - 2 ostalo 0 - 4

4. Postupak za povećavanje elastičnosti i smanjivanje krhkosti mineralnog vlakna, naznačen time, što mineralna smjesa sadrži okside SiO2, MgO i CaO, a pored njih aluminij oksid u količini od 16-20 mas%, te okside željeza u količini od 3-10 mas%, fosfor se dodaje u obliku spoja koji sadrži fosfor u količini od 0.5-4 mas%, izračunato kao P2O5, iz smjese se načini taljevina i ta se taljevina oblikuje u vlakna povećane elastičnosti i smanjene krhkosti.

5. Postupak prema zahtjevu 4, naznačen time, što mineralni pripravak sadrži, izraženo u mas%: SiO2 38 - 47 Al2O3 16 - 20 TiO2 0 - 4 MgO 5 - 15 CaO 14 - 22 Na2O + K2O 0 - 6 željezo (FeO+Fe2O3) 3 - 10 ostalo 0 - 4 doda se spoj koji sadrži fosfor u količini od 0.5-4 mas%, izračunato kao P2O5.

6. Proizvod, naznačen time, što sadrži vlakno prema zahtjevu 1, 2 ili 3, ili je načinjeno postupkom prema zahtjevu 4 ili 5.

7. Proizvod prema zahtjevu 6 u obliku hasure ili pokrivača ili cjevaste zdjele, posebno za toplinsku i/ili zvučnu izolaciju.