JPH08511761A

JPH08511761A - Mineral fiber composition

Info

Publication number: JPH08511761A
Application number: JP7529367A
Authority: JP
Inventors: ローエ，ペーター; ホルシュタイン，ボルフガンク; シュバブ，ボルフガンク
Original assignee: イソベールサン−ゴバン
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-12-10
Also published as: AU2612995A; NO960190L; BR9506227A; CZ312095A3; NO960190D0; PL312575A1; EP0714381A1; FI955417A7; CA2162890A1; IS4283A; FI955417L; FI955417A0; KR960703815A; CN1128529A; WO1995031411A1; SK149695A3; HU9600085D0

Abstract

(57)【要約】重量百分率で下記の成分を特徴とする生分解性鉱物繊維組成物。 (57) [Summary] A biodegradable mineral fiber composition characterized by the following components in weight percentage.

Description

【発明の詳細な説明】鉱物繊維組成物本発明は、生分解性である鉱物繊維組成物に関する。従来技術には、生分解性であると言われるいくつかの鉱物繊維組成物が記載されている。鉱物繊維組成物の生分解性は、いろいろな研究が３ミクロン未満の範囲内の非常に小さい直径の鉱物繊維は発癌性ではないかと思われる一方、そのような寸法の生分解性鉱物繊維は発癌性を示さずあるいは発癌性がより少ないことを指摘していることから、非常に重要なものである。ところが、生分解性が極めて重要であるばかりでなく、鉱物繊維あるいはそれらから製造された製品の機械的及び熱的な性質、そして鉱物繊維組成物の加工性もそうである。例えば、鉱物繊維は絶縁の目的に広く使用されている。特に、産業分野でのこの用途のためには、鉱物繊維の十分な温度安定性が必要である。また、鉱物繊維組成物は、直径の小さい鉱物繊維を製造するための既知の方法、例えばジェットプロセスによる加工性を可能にしなくてはならない。本発明は、生分解性を特徴とし、温度安定性が良好であり、且つ加工するのが容易である新しい鉱物繊維組成物を提供するという課題を基にしている。本発明は、この課題は実質的に酸化ケイ素、酸化カルシウム、酸化マグネシウム及び酸化ナトリウムから構成される鉱物繊維組成物によって解決することができるという研究結果に基礎を置いている。このような鉱物繊維組成物は必要な特性、すなわち生分解性、温度安定性及び良好な加工性、の組み合わせを実現することが分かった。本発明の対象は、重量百分率で下記の成分を特徴とする、生分解性の鉱物繊維組成物である。 SiO₂ 50〜65 Al₂O₃ 2未満 CaO 16〜30 MgO 4〜15 Na₂O 8〜20 K₂O 0〜2 B₂O₃ 0〜10 TiO₂，Fe₂O₃，Cr₂O₃，BaO，MnO，P₂O₅ 0〜5 本発明の鉱物繊維組成物は、ジェットプロセス又は回転プロセスで延伸可能である。得られた繊維は温度安定性が良好である。全く驚くべきことに、これらの鉱物繊維組成物は生分解性を示す。平均の繊維直径は好ましくは１０ミクロン以下であり、とりわけ２.５〜５ミクロンである。本発明の鉱物繊維組成物は、好ましくは、重量百分率で下記の成分を有する。 SiO₂ 55〜60 Al₂O₃ 1.5未満 CaO 16〜25 MgO 5〜15 Na₂O 9〜15 K₂O 2未満 B₂O₃ 0〜8 TiO₂，Fe₂O₃，Cr₂O₃，BaO，MnO，P₂O₅ 0〜5 とりわけ、本発明の鉱物繊維組成物は重量百分率で下記の成分を有する。 SiO₂ 55〜59 Al₂O₃ 1.5未満 CaO 18〜23 MgO 8〜12 Na₂O 9〜13 K₂O 1未満 B₂O₃ 0〜3 TiO₂，Fe₂O₃，Cr₂O₃，BaO，MnO，P₂O₅ 0〜3 酸化マグネシウムの含有量は、好ましくは６〜12重量％、とりわけ８〜12重量％である。酸化クロムの含有量は、好ましくは1.5重量％未満、とりわけ1.0重量％未満である。酸化ホウ素の含有量は、好ましくは４重量％未満である。生分解性を評価するために、ドイツガラス学会の標準粉末試験を利用した。これは容易に行われる方法であり、生分解性の十分な尺度を与える。この方法は、 L．Springer，“Laboratoriumsbuch furdie Glasindustrie”，3rd edition，19 50，Halle/S: W．Knapp Verlagに記載されている。鉱物繊維の温度特性を、スウェーデン法により測定した。この方法では、シリット管炉（silit tube furnace）を、両側が開放の、長さ350mm、内径27mmの水平な作業管とともに使用する。炉の中央に、試験試料を保持するため小さなセラミックの支持プレート（30×20×３mm）がある。試験試料の寸法は、12×12×12 mm又は12mmｃ×12mm高さである。かさ密度は標準的に100kg/m³である。温度上昇は5K/minである。読書用光学素子（reading optic）を用いて試験試料の高さの変化を連続的に測定する。次に、例を参照して本発明を一層詳しく説明する。例１重量％で下記の組成の鉱質綿を製造した。 SiO₂ 56 Al₂O₃ 0.5 CaO 20 MgO 10 Na₂O 10 B₂O₃ 2.7 この組成物は、ジェットプロセスにより1330℃の延伸温度で十分に加工して、平均直径2.5ミクロンの鉱物繊維にすることができた。ドイツガラス学会の標準粉末試験による調査で35mg/kgの値が、従って高生分解性を支持する値が、得られた。スウェーデン法による温度特性の測定では、620℃で５％の高さ減少という温度安定性が得られ、これは例として図面に示した対応するグラフからはっきりと見ることができる。例２重量％で下記の組成を持つ鉱質綿を製造した。重量％モル％ SiO₂ 56 52.75 Al₂O₃ 1.0 0.55 CaO 21 21.20 MgO 11 15.45 Na₂O 11 10.05 この組成物は、ジェットプロセスにより1310℃の延伸温度で十分に加工して、平均直径2.7ミクロンの鉱物繊維にすることができた。ドイツガラス学会の標準粉末試験による調査で37mg/kgの値が、従って高生分解性を支持する値が、得られた。スウェーデン法による温度特性の測定では、600℃で５％の高さ減少という温度安定性が得られた。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Mineral Fiber Compositions The present invention relates to mineral fiber compositions that are biodegradable. The prior art describes some mineral fiber compositions that are said to be biodegradable. The biodegradability of mineral fiber compositions shows that various studies have shown that very small diameter mineral fibers in the range of less than 3 microns are carcinogenic, while biodegradable mineral fibers of such dimensions are carcinogenic. It is of great importance because it shows no sex or less carcinogenicity. However, not only is biodegradability very important, but so are the mechanical and thermal properties of mineral fibers or products made from them, and the processability of mineral fiber compositions. For example, mineral fibers are widely used for insulation purposes. Especially for this application in the industrial sector, sufficient temperature stability of the mineral fibers is necessary. In addition, the mineral fiber composition must allow processability by known methods for producing small diameter mineral fibers, such as the jet process. The invention is based on the problem of providing a new mineral fiber composition which is characterized by biodegradability, has good temperature stability and is easy to process. The present invention is based on the finding that this problem can be solved by a mineral fiber composition consisting essentially of silicon oxide, calcium oxide, magnesium oxide and sodium oxide. It has been found that such mineral fiber compositions achieve a combination of the required properties: biodegradability, temperature stability and good processability. The subject of the present invention is a biodegradable mineral fiber composition characterized by the following components in weight percentage: SiO ₂ 50 to less than 65 Al ₂ O ₃ 2 CaO 16 to 30 MgO 4 to 15 Na ₂ O 8 to 20 K ₂ O 0 to 2 B ₂ O _{30 to} 10 TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , BaO, MnO, mineral fiber composition of P ₂ O ₅ 0 to 5 present invention can be stretched in the jet process or rotation process. The obtained fiber has good temperature stability. Quite surprisingly, these mineral fiber compositions are biodegradable. The average fiber diameter is preferably less than 10 microns, especially 2.5-5 microns. The mineral fiber composition of the present invention preferably has the following components in weight percentage. SiO ₂ 55-60 Al ₂ O ₃ less than 1.5 CaO 16-25 MgO 5-15 Na ₂ O 9-15 K less than ₂ O 2 B ₂ O ₃ 0-8 TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , _{_{BaO, MnO, P 2 O 5}} 0~5 inter alia, mineral fiber compositions of the present invention has the following components in weight percent. SiO ₂ 55-59 Al ₂ O ₃ less than 1.5 CaO 18-23 MgO 8-12 Na ₂ O 9-13 less than K ₂ O 1 B ₂ O ₃ 0-3 TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , BaO, MnO, the content of P ₂ O ₅ 0 to 3 magnesium oxide is preferably 6 to 12 wt%, especially 8-12 wt%. The content of chromium oxide is preferably less than 1.5% by weight, especially less than 1.0% by weight. The content of boron oxide is preferably less than 4% by weight. A standard glass test of the German Glass Society was used to evaluate biodegradability. This is an easily done method and gives a good measure of biodegradability. This method is described in Springer, “Laboratoriumsbuch furdie Glasindustrie”, 3rd edition, 19 50, Halle / S: W. It is described in Knapp Verlag. The temperature characteristics of mineral fibers were measured by the Swedish method. In this method, a silit tube furnace is used with a horizontal working tube open on both sides and having a length of 350 mm and an inner diameter of 27 mm. In the center of the furnace is a small ceramic support plate (30 x 20 x 3 mm) to hold the test sample. The dimensions of the test sample are 12 x 12 x 12 mm or 12 mm c x 12 mm high. The bulk density is typically 100 kg / m ³ . The temperature rise is 5K / min. A reading optic is used to continuously measure the change in height of the test sample. The invention will now be described in more detail with reference to examples. Example 1 A mineral cotton having the following composition was produced in a weight percentage. SiO ₂ 56 Al ₂ O ₃ 0.5 CaO 20 MgO 10 Na ₂ O 10 B ₂ O ₃ 2.7 This composition is fully processed by a jet process at a stretching temperature of 1330 ° C. to a mineral fiber with an average diameter of 2.5 microns. I was able to. A survey by the German Glass Society standard powder test gave a value of 35 mg / kg and thus a value which supports high biodegradability. Measurement of the temperature profile by the Swedish method gives a temperature stability of 5% height reduction at 620 ° C., which can be clearly seen from the corresponding graph shown in the drawing as an example. Example 2 A mineral cotton having the following composition was produced at a weight percentage. Wt% mol% SiO ₂ 56 52.75 Al ₂ O ₃ 1.0 0.55 CaO 21 21.20 MgO 11 15.45 Na ₂ O 11 10.05 This composition was fully processed by a jet process at a stretching temperature of 1310 ° C. to obtain an average diameter of 2.7 microns. It could be a mineral fiber. A study by the German Glass Society standard powder test gave a value of 37 mg / kg and thus a value which supports high biodegradability. When the temperature characteristics were measured by the Swedish method, a temperature stability of 5% decrease in height at 600 ° C was obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＳＩ，ＳＫ，ＵＳ (72)発明者シュバブ，ボルフガンクドイツ連邦共和国，デー―68723 プランクシュタット，シェーノイヤーシュトラーセ 25─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M C, NL, PT, SE), AU, BR, CA, CN, C Z, FI, HU, JP, KR, NO, NZ, PL, SI , SK, US (72) Inventor Shubab, Wolfgang Federal Republic of Germany, Day 68723 Plan Kustatt, Schoeneer Stra 25

Claims

[Claims] 1. A biodegradable mineral fiber composition characterized by the following components in weight percentage. SiO ₂ 50 to less than 65 Al ₂ O ₃ 2 CaO 16 to 30 MgO 4 to 15 Na ₂ O 8 to 20 K ₂ O 0 to 2 B ₂ O _{30 to} 10 TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ _{, BaO, MnO, P 2 O} 5 0~5 2. The mineral fiber composition according to claim 1, characterized by the following components in weight percentage. SiO ₂ 55-60 Al ₂ O ₃ less than 1.5 CaO 16-25 MgO 5-15 Na ₂ O 9-15 K less than ₂ O 2 B ₂ O ₃ 0-8 TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , _{_{BaO, MnO, P 2 O 5}} 0~5 3. The mineral fiber composition according to claim 1, characterized by the following components in weight percentage. SiO ₂ 55-59 Al ₂ O ₃ less than 1.5 CaO 18-23 MgO 8-12 Na ₂ O 9-13 less than K ₂ O 1 B ₂ O ₃ 0-3 TiO ₂ , Fe ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , _{_{BaO, MnO, P 2 O 5}} 0~3 4. Content of boron oxide is less than 4 weight%, The mineral fiber composition in any one of Claims 1-3.