HRP950332A2 - Mineral-fiber composition - Google Patents

Description

Predmetni izum se odnosi na sastav mineralnog vlakna koji je biološki razgradiv.

U dosadašnjoj praksi opisani su neki sastavi mineralnih vlakana za koje je rečeno da su biološki razgradivi.

Biološka razgradivost sastava mineralnih vlakana je od velike važnosti, jer razne analize ističu kako se sumnja da neka mineralna vlakna vrlo malih promjera ispod 3 mikrona mogu biti karcenogena, dok biološki razgradiva mineralna vlakna takvih dimenzija ne pokazuju karcenogenost.

U svakom slučaju, sastavi mineralnog vlakna moraju biti jednostavni za obradu poznatim postupcima za proizvodnju mineralne vune malih promjera, naročito tehnikom mlaznog postupka. To posebno znači dovoljan opseg obrade od na primjer 80°C i odgovarajući viskozitet staklene taline.

Isto tako, od primarne važnosti su mehanička i toplinska svojstva mineralnih vlakana, ili proizvoda od njih izrađenih. Na primjer, primjena mineralnih vlakana je široko rasprostranjena u izradi izolacija. Naročito kod industrijske primjene neophodna je dovoljna otpornost mineralnih vlakana na temperaturu.

Ovaj izum se osniva na problemu pronalaženja novog sastava mineralnog vlakna koji je karakteriziran biološkom razgradivošću, ima dobru otpornost na temperaturu i lagano se obrađuje.

Ovaj izum se bazira na pronalasku prema kojem se navedeni problem može riješiti mineralnim vlaknom koje se u osnovi sastoji od silicijevog dioksida i zemnoalkalnih oksida, a također sadrži natrijev oksid i/ili kalijev oksid kao katalizator taljenja i dovoljnu količinu aluminijevog oksida za povećanje otpornosti na temperaturu.

Pokazalo se da takvi sastavi mineralnog vlakna zadovoljavaju kombinaciju neophodnih svojstava, odnosno biološku razgradivost, dovoljnu optornost na temperaturu za izolirane objekte u industriji, te dobru obradivost za proizvodnju same mineralne vune i finalnih proizvoda. To znači istovremeno da se gornja temperatura devitrifikacije (odstakljivanja) nalazi po mogućnosti ispod 1300 °C. Poželjno je da srednji promjer vlakna bude manji od 10 mikrona, a po mogućnosti između 2.5 i 5 mikrona.

Cilj ovog izuma je sastav mineralnog vlakna koje je biološki razgradivo, karakteriziran slijedećim sastojcima u težinskim postocima:

[image]

Sastavi mineralnih vlakana prema ovom izumu se naročito lagano izvlače mlaznim postupkom, tj. dobiva se fina mineralna vuna s malim udjelom neizvučenih dijelova.

Mineralna vlakna dostižu visoku otpornost na temperaturu od najmanje 730 °C.

Mineralna vlakna pokazuju visoku biološku razgradivost.

Dodavanje natrijevog oksida i/ili kalijevog oksida snižava točku taljenja, poboljšavajući time obradivost u procesu taljenja. Isto tako, ako sastav mineralne vune sadrži natrij, povoljno je da se koristi do 35% otpadnog lomnog stakla.

Preporuča se taljenje mineralnih vlakana prema ovom izumu kod temperatura taljenja od 1350 do 1450 °C u talioničkim komorama loženim fosilnim gorivima, posebno prirodnim plinom. Takve talioničke komore mogu proizvesti homogenu talinu koja je preduvjet za kontinuiranu kvalitetu proizvoda. Homogenost staklene taline također pogoduje reproduktivnosti postupka za oblikovanje vlakana, a time i toplinskim i mehaničkim svojstvima proizvoda. Osim toga, stalni kemijski sastav tako proizvedene mineralne vune rezultira biološkom razgradivošću koja se može kontrolirati.

Dodavanje aluminijevog oksida naročito povećava temperaturnu otpornost mineralne vune.

Sastavi mineralnog vlakna prema ovom izumu imaju slijedeće sastojke izražene u težinskim postocima:

[image]

Naročito se preporuča sadržaj silicijevog oksida u opsegu od 40 do 55 tež. posto.

Za alkalne okside je posebno povoljan opseg od 5 do 8 tež. posto. Sadržaj aluminijevog oksida se preporuča u opsegu između 3 i 4 tež. posto.

Barijev oksid, koji se može koristiti umjesto kalcijevog ili magnezijevog oksida, je prisutan u količini do 7 tež. posto, po mogućnosti do 5 tež. posto, a naročito 0.5 do 3 tež. posto.

Natrijev oksid je po mogućnosti prisutan u količini od više od 2 tež. postotka.

Sadržaj aluminijevog oksida između 1 i 2 tež. posto, točnije 1.5 tež. posto, se također posebno preporuča.

Sadržaj željeza iznosi po mogućnosti 0.5 do 2.5 tež. posto.

Za određivanje biološke razgradivosti korišteno je tandardno ispitivanje prahom, udruženja German Glass Societv. To je lagano izvediv postupak koji omogućava dovoljno mjerenje biološke razgradivosti. Taj postupak je opisan u L. Springer, "Laboratoriumsbuch fiir die Glasindustrie", 3. izdanje, 1950, Halle/S: W. Knapp Verlag.

Ponašanje mineralnih vlakana u odnosu na temperaturu je određeno "Švedskim postupkom". Kod tog postupka se koristi silitna cjevna peć s horizontalnom radnom cijevi otvorenom na oba kraja, dužine 350 mm i unutrašnjeg promjera 27 mm. U središtu peći se nalazi mala keramička nosiva ploča ( 30 x 20 x 3 mm) za držanje ispitnog uzorka. Ispitni uzorak ima dimenzije 12 x 12 x 12 mm ili 12 mm 0 X 12 mm visine. Volumna gustoća je obično 100 kg/m3. Povišenje temperature je 5 K/min. Promjena visine uzorka se kontinuirano određuje optikom za očitavanje.

Izum će u daljnjem tekstu biti detaljnije opisan uz slijedeće primjere.

Primjer 1

Proizvedena je mineralna vuna sa slijedećim sastavom u težinskim postocima:

[image]

Navedeni sastav bi se također mogao dobro obraditi u mineralna vlakna srednjeg promjera od 2.0 do 10 mikrona i mlaznim postupkom kod temperature izvlačenja između 1300 i 1400 °C.

Istraživanje u skladu sa standardnim ispitivanjem prahom udruženja German Glass Society rezultiralo je vrijednošću od 40 mg/kg, a time i visokom biološkom razgradivošću.

Određivanje temperaturnog ponašanja Švedskim postupkom dalo je temperaturnu otpornost od 5% smanjenja visine kod 735 °C, što se jasno vidi u priloženom dijagramu davanjem primjera jednom linijom.

Primjer 2

Proizvedena je mineralna vuna sa slijedećim sastavom u težinskim postocima:

[image]

Navedeni sastav bi se također mogao dobro obraditi u mineralna vlakna srednjeg promjera od 2.0 do 10 mikrona i mlaznim postupkom kod temperature izvlačenja između 1300 i 1400 °C.

Istraživanje u skladu sa standardnim ispitivanjem prahom udruženja German Glass Societv rezultiralo je vrijednošću od 35 mg/kg, a time i visokom biološkom razgradivošću.

Primjer 3

Proizvedena je mineralna vuna sa slijedećim sastavom u težinskim postocima:

[image]

Navedeni sastav bi se također mogao dobro obraditi u mineralna vlakna srednjeg promjera od 2.5 do 10 mikrona mlaznim postupkom kod temperature izvlačenja između 1300 i 1400 °C.

Primjer 4

Proizvedena je mineralna vuna sa slijedećim sastavom u težinskim postocima:

[image]

Navedeni sastav bi se također mogao dobro obraditi u mineralna vlakna srednjeg promjera od 2.5 do 10 mikrona mlaznim postupkom kod temperature izvlačenja između 1300 i 1400 °C.

Primjer 5

Proizvedena je mineralna vuna sa slijedećim sastavom u težinskim postocima:

[image]

Navedeni sastav bi se mogao dobro obraditi u mineralna vlakna srednjeg promjera od 2.5 do 10 mikrona mlaznim postupkom kod temperature izvlačenja između 1300 i 1400 °C.

Claims (6)

1. Sastav mineralnog vlakna koje je biološki razgradivo, naznačen time, da su slijedeći sastojci izraženi u težinskim postocima: [image]

2. Sastav mineralnog vlakna iz patentnog zahtjeva 1, naznačen time, da su slijedeći sastojci izraženi u težinskim postocima: [image]

3. Sastav mineralnog vlakna iz patentnih zahtjeva 1 ili 2, naznačen time, da su alkalni oksidi prisutni u količini od 5 do 8 tež. posto.

4. Sastav mineralnog vlakna iz bilo kojeg od patentnih zahtjeva 1 do 3, naznačen time, da je aluminijev oksid prisutan u količini između 3 i 4 tež. posto.

5. Sastav mineralnog vlakna iz bilo kojeg od patentnih zahtjeva 1 do 4, naznačen time, da je sadržaj željeza od 0.5 do 2.5 tež. posto.

6. Sastav mineralnog vlakna iz bilo kojeg od patentnih zahtjeva 1 do 5, naznačen time, da je sadržaj barijevog oksida od 0.5 do 4 tež. posto.