CZ282790B6 - Biologicky odbouratelné minerální vlákno - Google Patents

Abstract

Biologicky odbouratelné, dobře zpracovatelné minerální vlákno obsahuje hmotnostně 50 až 60 % oxidu křemičitého, 25 až 35 % oxidu vápenatého, 1 až 10 % oxidu hořečnatého, 1 až 8 % oxidu sodného a 0,5 až 5 % oxidu barnatého a popřípadě až 3 % oxidu fosforečného a až 2 % oxidu hlinitého. ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká složení biologicky odbouratelného minerálního vlákna.

Dosavadní stav techniky

Jsou popsána složení některých minerálních vláken o nichž se tvrdí, že jsou odbouratelné.

Americký patentový spis číslo 4 443550 popisuje složení skla vhodného ke zvlákňování, které obsahuje oxid vápenatý a oxid boritý kromě dalších případných složek.

Světový patentový spis číslo WO 92/09536 a 93/15028 popisuje složení skla vhodného ke zvlákňování, které obsahuje oxid křemičitý, oxid vápenatý a oxid hořečnatý. Vlákno je rozpustné v biologických kapalinách a v solných roztocích.

Biologická odbouratelnost minerálních vláken má veliký význam, neboť různé studie poukázaly na skutečnost, že minerální vlákna s velmi malým průměrem menším než 3 pm jsou podezřelá jako karcinogenní, zatímco biologicky odbouratelná minerální vlákna takových rozměrů nevykazují karcinogennost.

Rozhodující význam nemá však pouze biologická odbouratelnost, ale také mechanické a tepelné vlastnosti minerálních vláken, nebo z nich zhotovených produktů a zpracovatelnost minerálního vlákna. Minerálních vláken se používá ve velké míře například k izolačním účelům. Dostatečná tepelná stálost minerálních vláken je nutná zejména u aplikací v průmyslové oblasti.

Kromě toho musí složení minerálního vlákna umožňovat zpracovatelnost známými výrobními postupy minerálních vláken o malých průměrech, například tryskovým procesem.

Úkolem vynálezu je vy řešit problém složení minerálního vlákna charakterizovaného biologickou odbouratelností, dobrou tepelnou stálostí a snadnou zpracovatelností.

Vynález je založen na poznatku, že tento problém může být vyřešen složením minerálního vlákna obsahujícího v podstatě oxid křemičitý a oxidy alkalických zemin a také oxid boritý a bamatý.

Ukázalo se, že taková složení minerálních vláken splňují kombinaci potřebných vlastností, totiž biologické odbouratelností, tepelné stálosti a dobré zpracovatelnosti.

Podstata vynálezu

Biologicky odbouratelné minerální vlákno spočívá podle vynálezu v tom, že obsahuje hmotnostně 50 až 60% oxidu křemičitého, 25 až 35% oxidu vápenatého, 1 až 10% oxidu hořečnatého, 1 až 8 % oxidu sodného a 0,5 až 5 % oxidu bamatého.

S výhodou takové vlákno obsahuje rovněž přídavně hmotnostně až 3 % oxidu fosforečného a až 2 % oxidu hlinitého.

Podle vynálezu je výhodným vlákno obsahující hmotnostně 52,0 až 58,0 % oxidu křemičitého, 28,0 až 32,0 % oxidu vápenatého, 5,0 až 10,0 % oxidu hořečnatého, 3,0 až 7 % oxidu sodného

- 1 CZ 282790 B6

0,5 až 3,0 % oxidu bamatého a 0,5 až 1,5 % oxidu hlinitého. Toto vlákno může také obsahovat přídavně hmotnostně až 1 % oxidu fosforečného.

Obsah oxidu křemičitého 53 až 58 % je obzvlášť výhodný.

Minerální vlákna podle vynálezu jsou vyrobitelná tryskovým nebo rotačním způsobem. Získaná vlákna mají dobrou tepelnou stálost. S překvapením se zjistilo, že minerální vlákna o složení podle vynálezu vykazují biologickou odbouratelnost. Střední průměr vlákna je s výhodou 10 pm nebo menší a obzvláště 2,5 až 5 pm.

Biologicky odbouratelné minerální vlákno podle vynálezu obsahuje obzvláště výhodně hmotnostně 53 až 58 % oxidu křemičitého.

Podle dalšího výhodného provedení obsahuje vlákno hmotnostně 50,0 až 60,0 % oxidu křemičitého, 25,0 až 35,0% oxidu vápenatého, 1,0 až 10,0% oxidu hořečnatého, 1,0 až 8% oxidu sodného 0,5 až 5,0 oxidu bamatého a popřípadě až 2,0 % oxidu hlinitého a až 3,0 % oxidu fosforečného.

K posouzení biologické odbouratelnosti se používá standardní práškové zkoušky German Glass Socienty. Je to snadno proveditelná zkouška a dává dostatečné posouzení biologické odbouratelnosti. Je popsána v knize L. Springer „Laboratorumsbuch fur die Glasindustrie“

3. vydání 1950, Halle/S nakladatelství W. Knapp.

Tepelné chování minerálních vláken se zjišťuje švédskou metodou. Při tomto způsobu se používá silitové pícky s vodorovnou trubicí o délce 350 mm a o vnitřním průměru 27 mm. Uprostřed trubice je malá keramická lodička o rozměrech 12 x 12 x 3 mm nesoucí vzorek. Zkušební vzorek má rozměry 12 x 12 x 12 mm nebo průměr 12 mm a výšku 12 mm. Objemová hustota je normálně 100 kg/nť. Rychlost zvyšování teploty je 5 K/min. Změna výšky vzorku se průběžně sleduje opticky.

Přehled obrázků na vvkrese

Vynález podrobněji objasňuje přiložený obrázek 1, na kterém je diagram tepelného chování (zjišťovaného švédským způsobem), přičemž na ose x je teplota ve °C a na ose y snížení výšky v procentech, přičemž plná čára platí pro čedič a čárkovaná pro hmotu podle příkladu 1.

Příklady provedení vynálezu

Vynález rovněž blíže objasňují následující příklady praktického provedení, které však vynález nijak neomezují. Díly a procentajsou míněny vždy hmotnostně, pokud není uvedeno jinak.

Příklad l

Připraví se minerální vlna obsahující hmotnostně 56,0% oxidu křemičitého, 1,0% oxidu hlinitého, 28,5 % oxidu vápenatého, 7,0 % oxidu hořečnatého, 5,0 % oxidu sodného a 2,5 % oxidu bamatého.

Hmota tohoto složení se dá dobře zpracovávat tryskovým způsobem na minerální vlákna o středním průměru 2.7 pm při teplotě tažení 1350 °C.

- 2 CZ 282790 B6

Výsledkem standardní práškové zkoušky podle German Glass Socienty je hodnota 35 mg/kg, což je hodnota vysoké biologické odbouratelnosti.

Tepelné chování, zjištěné švédskou zkouškou, dává hodnotu 5 % snížení výšky při 720 °C.

Příklad 2

Připraví se minerální vlna obsahující hmotnostně 56,0% oxidu křemičitého, 1,0% oxidu hlinitého, 29,0% oxidu vápenatého, 8,0% oxidu hořečnatého, 5,0% oxidu sodného a 1,0% oxidu bamatého.

Hmota tohoto složení se dá dobře zpracovávat tryskovým způsobem na minerální vlákna o středním průměru 2,8 pm při teplotě tažení 1360 °C.

Výsledkem standardní práškové zkoušky podle German Glass Society je hodnota 39 mg/kg, což je hodnota vysoké biologické odbouratelnosti.

Tepelné chování, zjištěné švédskou zkouškou, dává hodnotu 5 % snížení výšky při 740 °C.

Průmyslová využitelnost

Minerální biologicky odbouratelné vlákno má dobrou tepelnou stálost a snadnou průmyslovou zpracovatelnost.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Biologicky odbouratelné minerální vlákno, vyznačující se tím, že obsahuje hmotnostně 50 až 60 % oxidu křemičitého, 25 až 35 % oxidu vápenatého, 1 až 10 % oxidu hořečnatého, 1 až 8 % oxidu sodného a 0,5 až 5 % oxidu bamatého.

2. Biologicky odbouratelné minerální vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje přídavně hmotnostně až 3 % oxidu fosforečného a až 2 % oxidu hlinitého.

3. Biologicky odbouratelné minerální vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje hmotnostně 52,0 až 58,0 % oxidu křemičitého, 28,0 až 32,0 % oxidu vápenatého, 5,0 až 10,0 % oxidu hořečnatého, 3,0 až 7 % oxidu sodného, 0,5 až 3,0 % oxidu bamatého a 0,5 až 1,5 % oxidu hlinitého.

4. Biologicky odbouratelné minerální vlákno podle nároku 3, vyznačující se tím, že obsahuje přídavně hmotnostně až 1 % oxidu fosforečného.