CZ303964B6 - Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem - Google Patents
Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303964B6 CZ303964B6 CZ20120195A CZ2012195A CZ303964B6 CZ 303964 B6 CZ303964 B6 CZ 303964B6 CZ 20120195 A CZ20120195 A CZ 20120195A CZ 2012195 A CZ2012195 A CZ 2012195A CZ 303964 B6 CZ303964 B6 CZ 303964B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- inorganic
- binder
- fibers
- weight
- insulating fibers
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 34
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims description 8
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims description 6
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- -1 magnesium fluorosilicates Chemical class 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 3
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 239000006123 lithium glass Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 2
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005789 ACRONAL® acrylic binder Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical class [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBCDKMARZSDTLB-UHFFFAOYSA-N [K+].C[SiH2][O-] Chemical compound [K+].C[SiH2][O-] HBCDKMARZSDTLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical group O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Popisuje se zdravotne nezávadné anorganické pojivo obsahující vodný roztok kremicitanu lithného o koncentraci 1 az 30 % hmotn. kremicitanu lithného, s výhodou 10 az 25 % hmotn. V tomto roztoku je molární pomer SiO.sub.2.n.:Li.sub.2.n.O je 1 az 50:1, s výhodou 3 az 25:1. Tento roztok se dále redí vodou v pomeru 1:50 az 1:100, s výhodou v pomeru 1:70 az 1:100. Anorganická tepelne izolacní vlákna, s výhodou minerální nebo sklenená vlákna, mají povrchovou vrstvu s obsahem 2 az 20 % hmotn. kremicitanu lithného. Tato povrchová vrstva vykazuje navlhavost po dobu 1 az 50 dnu v rozmezí 0,5 az 4 % hmotn. vody, s výhodou 0,7 az 1,3 % hmotn. a vratnou deformaci v rozmezí 95 az 100 %.
Description
Zdravotně nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelně izolační vlákna a anorganická tepelně izolační vlákna s tímto pojivém
Oblast techniky
Vynález se týká zdravotně nezávadného anorganického pojivá pro anorganické tepelně izolační vlákna. Anorganické pojivo je připraveno ve vodném prostředí, po nanesení na povrch anorganických vláken je vysušeno.
Vynález se týká též anorganických tepelně izolačních vláken s tímto pojivém.
Dosavadní stav techniky
Existují dvě široké skupiny pojiv pro minerální vlákna, organická a anorganická pojivá.
Organická pojivá, která slouží ke zlepšení vlastností výsledných výrobků z vláken při nízkých teplotách, avšak při vyšších teplotách může docházet k jejich spálení.
Anorganická pojivá rovněž zlepšují vlastnosti výrobků z vláken při nižších teplotách, avšak většinou snesou také působení vysokých teplot.
Je známo velké množství patentovaných a užívaných řešení pro lubrikaci a pojení anorganických vláken na bázi organických kompozic a organických rozpouštědel.
Např. CZ PV 1996 - 635, s prioritou 1. 3. 1996 FR přihlašovatele Vetrotex France, FR, popisuje pojivovou kompozici pro skleněná vlákna a způsob výroby pojených vláken. Pojivová kompozice obsahuje nejméně jednu reaktivní epoxy-funkční skupinu.
CZ PV 1993 - 2700, s prioritou 10. 4. 1992 FR, přihlašovatele Isover Saint-Gobain FR, uvádí melaminové pojivo k urychlení vytvrzování nerostné vlny.
CZ PV 1966 - 3200, s prioritou 6. 3. 1995 DE, přihlašovatele Isover Saint-Gobain řeší způsob zlepšení mechanických vlastností rohože ze skleněných vláken aplikací pojiv na bázi fenolové kondenzované pryskyřice. Pro zmenšení vlivu stárnutí se před vytvrzením pojivá působí na skleněnou rohož slabou kyselinou, např. kyselinou boritou nebo karbonovou kyselinou.
CZ 294 887, s prioritou 4. 6. 1997 US, majitele Owens Corning Composites S.P.S.L., BE popisuje vysoce rozpustnou apretační kompozici pro vlákna, zejména skelná vlákna. Tato kompozice obsahuje termoplastický polyuretan na bázi polyéteru, dále kopolymer vinylacetátu a glycidyl— metakrylátu nebo směs kopolymeru vinyl acetátu a glycidyl metakrylátu s homopolymerem vinylacetátu, dále silanové pojivové činidlo a vodu.
Shora uvedená organická pojivá na skleněných vláknech jsou určena většinou pro průmyslové účely, pro tepelně izolační vlastnosti, pro stavební nebo průmyslové izolace. Pojivá na bázi organických sloučenin a rozpouštědel uvolňují organická rozpouštědla jako formaldehyd, atp., která nevyhovují hygienickým předpisům a neumožňují použití za vyšších teplot.
Je známa řada patentovaných řešení anorganických pojiv pro anorganická vlákna. Jedná se většinou o kompozitní pojivá s více složkami, určená pro speciální účely.
Např. JP 55 085 437 A, s prioritou 22. 12. 1978 JP, přihlašovatele Daiichi Kašel JP, se zabývá způsobem povrchové úpravy skleněných vláken. Řešení si klade za cíl vytvořit ochranný film, odolný alkáliím a slabým kyselinám na skleněných vláknech, působením vodného roztoku anor- 1 CZ 303964 B6 ganických sloučenin, např. solí zinku a kovových fluorokřemičitanů. Pro povrchovou úpravu skelných vláken se používá vodný roztok 50 až 90 % hmotn. zinečnaté a olovnaté soli a 10 až 50 % hmotn. fluorokřemičitanů sodného a hořečnatého. Tato úprava je vhodná pro skleněná vlákna zG-skla, obsahující 25 % hmotn. ZrO2. Použití ve vodě rozpustných olovnatých sloučenin je v potravinářském průmyslu nepřípustné.
DE 1 9709405 A, s prioritou 8. 3. 1996 IT, přihlašovatele Saint Gobain Isover, FR řeší problém tepelně izolačního materiálu pro vařiče. Anorganické vlákno je impregnováno anorganickým pojivém mono/difosforečnanem hlinitým, kde molámí poměr A12O3 ku P2O5 je 0,33 až 0,67 a s výhodou 0,4 až 0,6. Pojivo dále může obsahovat 2 až 10 % hmotn. CaO a/nebo amoniaku 1 až 8% hmotn., s výhodou 2 až 6 % hmotn.. Pojivo na bázi fosforečnanů může podporovat růst mikroorganizmů, což též není vhodné pro potravinářský průmysl, např. pro chladírenskou techniku.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u zdravotně nezávadného anorganického pojivá pro anorganická tepelně izolační vlákna, podle tohoto vynálezu.
Podstata tohoto vynálezu spočívá vtom, že zdravotně nezávadné anorganické pojivo obsahuje vodný roztok křemičitanu lithného o koncentraci 1 až 30 % hmotn., křemičitanu lithného, s výhodou 10 až 25 % hmotn. V tomto roztoku je molámí poměr SiO2 ku Li2O 1 až 50 : 1, s výhodou 3 až 25 : 1. Tento roztok se dále ředí vodou v poměru 1 : 50 až 1 : 100, s výhodou v poměru 1 : 70 až 1 : 100.
Předmětem vynálezu jsou též anorganická tepelně izolační vlákna se zdravotně nezávadným anorganickým pojivém, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že anorganické vlákno má povrchovou vrstvu, která obsahuje 2 až 20 % hmotn. křemičitanu lithného.
Anorganická tepelně izolační vlákna podle tohoto vynálezu mají povrchovou vrstvu křemičitanu lithného, která vykazuje navlhavost po dobu 1 až 50 dnů v rozmezí 0,5 až 4 hmotn. % vody, s výhodou 0,7 až 1,3 % hmotn.
Anorganická tepelně izolační vlákna podle tohoto vynálezu s povrchovou vrstvou křemičitanu lithného vykazují vratnou deformaci v rozmezí 95 až 100 %.
S výhodou je anorganickým tepelně izolačním vláknem minerální vlákno nebo skleněné vlákno.
Hlavní výhodou tohoto vynálezu je získání pojivá pro anorganická tepelně izolační vlákna, s minimální navlhavostí, snadného na přípravu pojivá ve vodném roztoku pouze s jednou složkou, dokonce běžně dostupnou, bez jakýchkoliv dalších složek a bez toxických organických i anorganických složek. Vodný roztok křemičitanu lithného je běžné lithné vodní sklo s různou koncentrací křemičitanu lithného. Důležitý a rozhodující je poměr SiO2 ku LiO2 pro vlastnosti finální povrchové vrstvy křemičitanu lithného na povrchu anorganických tepelně izolačních vláken. Čím vyšší je obsah SiO2 v pojivu, tím má tato povrchová vrstva vyšší průhyb. Čím vyšší je obsah Li2O v pojivu, tím má tato povrchová vrstva nižší navlhavost. Vodný roztok lithného vodního skla se ještě ředí vodou, 50x až lOOx, což činí z pojivá podle tohoto vynálezu ekonomicky velmi zajímavou a dostupnou metodu pojení.
Velkou předností tohoto vynálezu je rozšířená aplikace anorganických tepelně izolačních vláken, dodržující zdravotní a hygienické předpisy v oblasti potravinářských technologií, např. pro tzv. bílou techniku. Tyto materiály musí vyhovovat přísným limitům pro uvolňování zdraví škodlivých látek. Vrstvy z anorganických tepelně izolačních vláken se zdravotně nezávadným anorganickým pojivém podle tohoto vynálezu tato kritéria splňují a splňují i další požadavky jako je
- 2 CZ 303964 B6 odolnost proti vlhkosti, tvarová stálost a vysoká vratná deformace. Přitom vlastní anorganické tepelně izolační vlákno s pojivém podle tohoto vynálezu si ponechává všechny své výhody.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je podrobně popsán dále v příkladných provedeních a blíže osvětlen na připojeném obrázku, znázorňujícím průhyb skelných vláken s anorganickým pojivém.
Příklady provedení vynálezu
Při hledání zdravotně nezávadného pojivá na anorganická tepelně izolační vlákna s náročnými požadavky předcházel dlouhodobý vývoj, výzkum, hledání a zkoušky.
Nejprve byly testovány tři druhy pojiv.
První skupinou byla organická pojivá. Bylo testováno organické pojivo na bázi vodné disperze akryláto-esterového kopolymeru, obchodního názvu je Acronal A 420 S, výrobce BASF, vytvrzujícího se ohřevem na 120 až 150 °C.
Druhou skupinou zkoušených pojiv byla anorganicko-organická pojivá na bázi siloxanů (silikonů). Jedná se o polymemí oxid křemičitý SiO2, modifikovaný nejčastěji methylovými skupinami -CH3 vázanými přímo na atomy Si. Tím se snižuje koncentrace můstkových siloxanových vazeb =Si-O-Si= a roste pružnost tohoto materiálu. Na část atomů Si jsou navázány hydroxylové skupiny -OH. Při kontaktu s povrchem např. skelného vlákna, na kterém jsou také navázány tyto skupiny, dochází ke kondenzační reakci za vzniku velmi pevné siloxanové vazby a molekul vody:
polysiloxan-Si(CH3)2-OH + HO-Si-vlákno -> polysiloxan Si(CH3)2-Si-vlákno + H2O.
Třetí skupinou testovaných pojiv byla dvě siloxanová pojivá Lukofob L39 a Lukofob ELX, vyráběná Lučebními závody Kolín. Účinnou složkou Lukofobu L39 je methylsilanolát draselný CH3-Si(OK)3. V Lukofobu ELX je účinnou složkou methylsiloxanová pryskyřice.
Z testovaných pojiv přísným požadavkům nevyhovovalo žádné organické pojivo z první skupiny ani anorganicko-organické pojivo ze druhé skupiny. Třetí testovaná skupina siloxanových pojiv dávala určitou naději. Tato siloxanová pojivá byla testována na skleněných tepelně izolačních vláknech. Při zkouškách se ukázalo, že tento typ pojiv sice má určitou odolnost proti navlhnutí, avšak ne dostatečně nízkou. Vzorky byly značně zvlhlé, lepivé a povrchová vrstva ve formě krusty byla narušená.
Z těchto důvodů byla tato pojivá vyloučena z dalších zkoušek.
Proto byla dále vybrána pojivá na bázi vodního skla, draselného, sodného a lithného a geopolymemího. Ukazovalo se, že pojivá ve vodném prostředí by byla určitou možnou cestou. Bylo odzkoušeno i méně užívané lithné vodní sklo, které je sice několikanásobně dražší než draselné a sodné sklo, ale protože se dál ředí vodou 50x až lOOx, je jeho použití ekonomicky dostupné. Dále jsou uvedena konkrétní příkladná provedení pro srovnání, nejlépe ilustrující výběr pojiv. Složení pojiv
Byly připraveny 4 vzorky pojiv od následujícího složení:
-3 CZ 303964 B6
1) Sodné vodní sklo o koncentraci 15 % hmotn. o molárním poměru SiO2/Na2O = 3,63 bylo dále ředěno vodou 80x, tedy v poměru 1 ku 80.
2) Draselné vodní sklo o koncentraci 15 % hmotn. o molárním poměru SiO2/K2O = 3,28 bylo dále ředěno vodou 80x.
3) Lithné vodní sklo o koncentraci 15 % hmotn. o molárním poměru SiO2/Li2O = 24,13 bylo dále ředěno vodou 80x.
4) Lithné vodní sklo o koncentraci 15 % hmotn. o molárním poměru SiO2/Li2O = 2,84 bylo dále ředěno vodou 80x.
Byly připraveny shodné tepelně izolační skelné vláknité rohože ze skla typu ROTAFLEX®, výrobce Union Lesní Brána a.s., Dubí, Česká republika. Na každé z těchto rohoží byl proveden postřik rohože po tenkých vrstvách, připraveným vodným pojivém na bázi roztoku sodného, draselného a lithného vodního skla, podle shora uvedených příkladů složení.
Tyto rohože s pojivý byly sušeny do konstantní váhy, po dobu cca 5 hodin při 135 °C. Poté byly známými a standardními zkouškami provedeny testy na záchyt pojivá na povrchu skelných vláken. Výsledky záchytu povrchové vrstvy na skleněné rohoži byly následující:
1) záchyt 5,88 % hmotn. křemičitanu sodného;
2) záchyt 6,34 % hmotn. křemičitanu draselného;
3) záchyt 5,63 % hmotn. křemičitanu lithného;
4) záchyt 7,32 % hmotn. křemičitanu lithného.
Z výsledků je zřejmé, že povrchová anorganická vrstva Li2SiO3 z pojivá na bázi vodního lithného skla obsahuje od 5,63 % hmotn. do 7,32 % hmotn. % Li2SiO3 na tepelně izolačních skelných vláknech dle příkladů provedení 3 a 4.
Navlhavost
Dále byly prováděny zkoušky na působení vlhkosti na tyto vzorky rohoží s pojivý podle čtyř shora uvedených příkladů provedení 1 až 4.
Suché vzorky byly vloženy do vlhkostní komory o 100% relativní vlhkosti a průběžně byl zjišťován nárůst hmotnosti v závislosti na čase, jak je ukázáno v následující Tabulce.
Současně pro srovnání byly do vlhkostní komory vloženy 3 vzorky těchže tepelně izolačních skleněných rohoží, ale bez pojivá.
Ke zkoušce byly použity vzorky rohoží, kde pojivo bylo naneseno nástřikem na obě strany vzorku o přibližných rozměrech 10 x 10 cm. Po vysušení byly vzorky uloženy do vlhkostní skříně při 20 °C a 90 až 95 % relativní vlhkosti, a byl sledován nárůst hmotnosti vzorku vztažený na jeho původní hmotnost.
Tabulka: Změny hmotnosti vzorků působením vlhkosti: nárůst hmotnosti v povrchové vrstvě v % hmotn., čas expozice uveden jako počet dnů:
| Doba Dny | Skleněné vlákno bez pojivá | Skleněné vlákno bez pojivá | Skleněné vlákno bez pojivá | Příklad 1 Skleněné vlákno s vrstvou Na2SiO3 | Příklad 2 Skleněné vlákno s vrstvou K2SiO3 | Příklad 3 Skleněné vlákno s vrstvou Li2SiO3 | Příklad 4 Skleněné vlákno s vrstvou Li2SiO3 |
| 1 | 2,6 | 1,0 | 2,0 | - | - | 1,8 | 0,8 |
| 2 | 2.8 | 1,1 | 2,3 | - | - | 2,2 | 1.0 |
| 4 | - | - | - | 19,5 | 27,6 | - | - |
| 6 | - | - | - | - | - | 3,4 | 1,2 |
| 7 | 3,2 | 0,7 | 1,4 | - | - | 3,7 | 1,3 |
| 9 | 2,9 | 0,7 | 1,4 | - | - | 4,0 | 1,3 |
| 10 | 2.5 | 1,0 | 1,5 | - | - | 4,1 | 1,2 |
| 13 | - | 1,1 | 1,5 | - | - | - | - |
| 14 | 1.5 | - | - | - | - | 4,1 | 1,2 |
| 17 | 1.5 | - | - | - | - | - | - |
| 18 | - | - | - | - | - | - | - |
| 20 | 2,3 | - | - | - | - | - | - |
| 21 | - | - | - | - | - | 3,4 | 1,0 |
| 28 | - | - | - | - | - | 2,6 | 0,9 |
| 35 | - | - | - | - | - | 2,6 | 0,8 |
| 38 | - | - | - | - | - | 2,6 | 0,8 |
| 41 | - | - | - | - | - | 2,6 | 0,8 |
| 43 | - | - | - | 38,3 | 42,0 | 2,9 | 0,7 |
| Pozn. | + | + | + | - | - | + | + |
V tabulce „Pozn. + (Poznámka) znamená, že vzorek vyhověl (+) nebo nevyhověl (-)
Z tabulky je patrné, že nárůst vlhkosti 3 vzorků skelných vláken bez pojivá byl pozorován v poio čátečních dnech, jako zřejmě zbytková voda ze vzdušné vlhkosti na povrchu skleněných vláken.
V pokročilejší době po 14 dnech v podstatě žádný nárůst vlhkosti na skleněných vláknech nebyl zaznamenán.
U vzorků skleněných vláken s pojivý na bázi sodného a draselného vodního skla, tedy s povlako15 vou vrstvou Na2SiO3 a K2SiO3 byly pozorovány poměrně vysoké nárůsty vlhkosti, od 19,5 % hmotn. do 42,0 % hmotn. Tyto hodnoty navlhavosti jsou vysoké pro daný účel. Přílišné navlhnutí povrchové vrstvy na vláknech vede ke ztrátě tepelně-izolačních vlastností výrobku.
Oba vzorky podle příkladu provedení 3,4 s pojivém na bázi 1 ithného skla, a s povrchovou vrstvou 20 Li2SiO3 jsou z hlediska navlhavosti vyhovující. Vzorek 4 s molárním poměrem SiO2/Li2O =
24,13 vykazuje přírůstek hmotnosti vody v % hmotn. dokonce nižší než u rohoží bez pojivá, tj. blízko 1 % hmotn., což je z hlediska navlhavosti vynikající výsledek.
Průhyb
Dále je uvedeno měření průhybu vzorků podle příkladů 3 a 4, pojených pojivém na bázi lithného vodního skla, tedy s povrchovou vrstvou Li2SiO3. Pro sjednání je uvedeno také měření téhož vzorku rohože bez pojivá a rohože pojené pojivém na bázi běžné formaldehydové pryskyřice.
- 5 CZ 303964 B6
Dále je uvedeno měření průhybu vzorků skleněných rohoží s pojivém. K měření byla použita trhačka typu FPZ 100/1, výrobce Fritz Hackert, Německo. Ve spodní části trhačky je převodovka rychlosti posunu horního hrotu. Posun byl nastaven na rychlost v rozsahu 0,15 až 6 mm.min'1. Hodnota rychlosti uvnitř tohoto rozsahu se nastavuje potenciometrem označeným Vt ve spodní sekci. Nastavení bylo 7,2 což odpovídá rychlosti posunu 5,1 mm.min'1. Byl nastaven nejnižší rozsah síly 0 až 20N.
Vzorky ve tvaru 20 x 100 mm x výška téhož typu skleněné rohože ROTAFLEX(K), byly umístěny mezi dvěma plastovými fóliemi o tloušťce 0,3 mm. Rozteč spodních hrotů nastavena na 50 mm. ío Byly odečítány hodnoty síly v N při potupujícím průhybu, po 1 mm, a to od 0 do 30 mm. Rychlost posunu horního hrotu směrem dolů: 17,4 s/10 mm = 1,74 s/mm = cca 0,6 mm.s'1.
Měření průhybu vzorků s pojivém na bázi lithného vodního skla, tedy s povrchovou vrstvou
Li2SiO3 na skleněných vláknech, je uvedeno na připojeném obrázku. Pro srovnání je uvedeno 15 také měření téhož vzorku rohože bez pojivá a rohože pojené pojivém na bázi běžné formaldehydové pryskyřice. Na obrázku je znázorněna závislost měření průhybu uvedené jako naložená síla v N na průhyb vzorků v mm, dle uvedené metody.
Na připojeném obrázku odpovídá křivka 1 vzorku skleněného vlákna s formaldehydovou povrchovou vrstvou, křivka 2 vzorku skleněného vlákna bez povrchové vrstvy z pojivá, křivka 3 vzorku skleněného vlákna s povrchovou vrstvou Li2SiO3 dle příkladu 3 a křivka 4 vzorku skleněného vlákna s povrchovou vrstvou Li2SiO3 dle příkladu 4.
Křivka 2 skleněného vlákna bez jakéhokoliv povrchové vrstvy vytvořené z pojivá má nejnižší průhyb. O něco lepší je průhyb skleněného vlákna s povrchovou vrstvou vytvořenou na bázi formaldehydu. Nejlepší výsledky dávají dvě horní křivky 3 a 4, odpovídající povrchové vrstvě s Li2SiO3 na tepelně izolačních skleněných vláknech dle příkladu 3 a 4. Oba tyto vzorky vyžadují pro stejný průhyb cca 2x vyšší vynaloženou sílu než pro povlak s formaldehydovou pryskyřicí.
Z těchto výsledků je zřejmá stabilita vzorků 3 a 4 proti ohybu, což je další důležitou vlastností, zajišťující, aby se tepelně izolační rohože s povrchovou vrstvou Li2SiO3 nedeformovaly vlastní vahou.
V ratná deformace
Tato zkouška poskytuje informaci o schopnosti stlačeného vzorku vrátit se do původního stavu, tj. jeho schopnosti pružit. Vzorky cca 10 x 10 cm byly umístěny mezi 2 pevné desky. Na horní desku se vkládala zátěž. Výška rohože byla měřena a to vždy počáteční stav před zatížením, po zatížení s prodlevou 10 s a relaxace po uplynutí 1 min. po odebrání zátěže. Zatížení se zvyšovalo v řadě: 0,31 kPa, 0,62 kPa a 0,93 kPa. Bylo dosaženo následujících hodnot:
vzorek bez pojivá vzorek s vrstvou FF pryskyřice vzorek 3 s vrstvou Li2SiO3 vzorek 4 s vrstvou Li2SiO3 až 73 % 90%
97% až 100%.
Z uvedeného přehledu je zřejmé, že nej lepší výsledky dává opět povrchová vrstva s Li2SiO3.
Průmyslová využitelnost
Řešení je určeno pro tepelně izolační materiál používaný v potravinářském průmyslu a tzv. bílé technice.
Claims (8)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zdravotně nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelně izolační vlákna, je připraveno ve vodném prostředí a po nanesení na povrch anorganických vláken je vysušeno případně vytvrzeno, vyznačující se tím, že obsahuje vodný roztok křemičitanu lithného o koncentraci 1 až 30 % hmotn. křemičitanu lithného, v němž molámí poměr SiO2: Li2O je 1 až 50 : 1, přičemž tento roztok se dále ředí vodou v poměru 1 : 50 až 1 : 100.
- 2. Zdravotně nezávadné anorganické pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodný roztok křemičitanu lithného má koncentraci 10 až 25 % hmotn.
- 3. Zdravotně nezávadné anorganické pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že molámí poměr SiO2: Li2O je 3 až 25 : 1.
- 4. Zdravotně nezávadné anorganické pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodný roztok křemičitanu lithného se dále ředí vodou v poměru 1 : 70 až 1 : 100.
- 5. Anorganická tepelně izolační vlákna se zdravotně nezávadným anorganickým pojivém, připraveným ve vodném prostředí, po nanesení na povrch anorganických vláken, a vysušeným a případně vytvrzeným, podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že mají povrchovou vrstvu, která obsahuje 2 až 20 % hmotn. křemičitanu lithného.
- 6. Anorganická tepelně izolační vlákna podle nároku 5, vyznačující se tím, že povrchová vrstva křemičitanu lithného vykazuje navlhavost po dobu 1 až 50 dnů v rozmezí 0,5 až 4 % hmotn. vody, s výhodou 0,7 až 1,3 % hmotn.
- 7. Anorganická tepelně izolační vlákna podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že vykazují vratnou deformaci v rozmezí 95 až 100 %.
- 8. Anorganická tepelně izolační vlákna podle některého z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že anorganickým vláknem je minerální vlákno nebo skleněné vlákno.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120195A CZ2012195A3 (cs) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20120195A CZ2012195A3 (cs) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303964B6 true CZ303964B6 (cs) | 2013-07-17 |
| CZ2012195A3 CZ2012195A3 (cs) | 2013-07-17 |
Family
ID=48778896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20120195A CZ2012195A3 (cs) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2012195A3 (cs) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585437A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-27 | Daiichi Kasei Kk | Surface treating method for glass fiber |
| JPH01213477A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-28 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 無機繊維用バインダー |
| JP2000086361A (ja) * | 1998-09-07 | 2000-03-28 | Nichias Corp | 耐熱材料及びその作製方法 |
| JP2003292347A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Nippon Insarutekku:Kk | 無機質繊維積層体及びその製造方法並びに無機質繊維積層体用の結合剤 |
| JP2005074262A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Nippon Muki Co Ltd | 耐熱プレフィルタおよびその製造方法 |
| CZ294887B6 (cs) * | 1997-06-04 | 2005-04-13 | Owens Corning Composites S.P.R.L. | Vysoce rozpustná apretační kompozice pro vlákna |
| CZ298998B6 (cs) * | 1998-12-19 | 2008-04-02 | Promat International N.V. | Mikroporézní tepelne izolacní teleso |
-
2012
- 2012-03-19 CZ CZ20120195A patent/CZ2012195A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5585437A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-27 | Daiichi Kasei Kk | Surface treating method for glass fiber |
| JPH01213477A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-28 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 無機繊維用バインダー |
| CZ294887B6 (cs) * | 1997-06-04 | 2005-04-13 | Owens Corning Composites S.P.R.L. | Vysoce rozpustná apretační kompozice pro vlákna |
| JP2000086361A (ja) * | 1998-09-07 | 2000-03-28 | Nichias Corp | 耐熱材料及びその作製方法 |
| CZ298998B6 (cs) * | 1998-12-19 | 2008-04-02 | Promat International N.V. | Mikroporézní tepelne izolacní teleso |
| JP2003292347A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Nippon Insarutekku:Kk | 無機質繊維積層体及びその製造方法並びに無機質繊維積層体用の結合剤 |
| JP2005074262A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Nippon Muki Co Ltd | 耐熱プレフィルタおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2012195A3 (cs) | 2013-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nguyen et al. | Building bio-insulation materials based on bamboo powder and bio-binders | |
| Nguyen et al. | Influence of thermo-pressing conditions on insulation materials from bamboo fibers and proteins based bone glue | |
| RU2396223C2 (ru) | Минеральная вата, изоляционный продукт и способ получения | |
| EA028787B1 (ru) | Водная композиция не содержащего формальдегид связующего и ее применение для изоляционных изделий из минеральной ваты | |
| EP1409589A1 (de) | Bindemittel auf silikonharzbasis und deren verwendung in verfahren zur herstellung von formteilen auf der basis von mineralfasern | |
| JP2023544729A (ja) | Ｂステージ化可能な水性バインダー組成物 | |
| Hussain et al. | Modification of hemp shiv properties using water-repellent sol–gel coatings | |
| US20240318421A1 (en) | Facade System and Insulation Element for a Facade System | |
| JP2011201196A (ja) | リグノセルロース材料用処理剤 | |
| ES3004580T3 (en) | Aqueous binder composition | |
| RU2694960C2 (ru) | Биосвязующее | |
| CZ303964B6 (cs) | Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem | |
| KR102282012B1 (ko) | 수성 열경화성 바인더 조성물 | |
| CZ24078U1 (cs) | Zdravotně nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelně izolační vlákna a anorganická tepelně izolační vlákna s tímto pojivém | |
| Kryvenko et al. | Alkaline aluminosilicate binder for gluing wood board materials | |
| EP2599839A1 (en) | Mineral wool substrate | |
| Nguyen et al. | Hygric and thermal insulation properties of building materials based on bamboo fibers | |
| JP7445136B2 (ja) | ミネラルウール用バインダー組成物及びミネラルウール | |
| JP7593780B2 (ja) | 熱硬化型バインダー組成物及び無機繊維製品 | |
| Ma et al. | Enhancing fast-growing wood properties via rosin-modified cellulose: superior hydrophobicity and dimensional stability | |
| EA050375B1 (ru) | Кровельная система и изоляционный элемент для плоской крыши или плоской наклонной крыши | |
| EA048359B1 (ru) | Водная композиция связующего | |
| CA3175660A1 (en) | Binders and curable resins for mineral wool | |
| KR20230172286A (ko) | 수성 열경화성 바인더 조성물을 사용하여 결속된 섬유상 재료 | |
| JP2005299060A (ja) | 人造鉱物繊維成形品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190319 |