DE19503171A1 - Glasfaserzusammensetzungen - Google Patents
GlasfaserzusammensetzungenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2213/00—Glass fibres or filaments
- C03C2213/02—Biodegradable glass fibres
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glasfaserzusammenset
zung, die biologisch abbaubar ist.
Es sind im Stande der Technik einige Glasfaserzusammen
setzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie
biologisch abbaubar sind.
Die biologische Abbaubarkeit von Glasfaserzusammensetzungen
ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Unter
suchungen darauf hinweisen, daß einige Glasfasern mit sehr
kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 µm kanzerogen
sein könnten, biologisch abbaubare Glasfasern solcher Di
mensionen aber keine Kanzerogenität zeigen.
Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die
mechanischen und thermischen Eigenschaften der Glasfasern
bzw. der daraus hergestellten Produkte, die Beständigkeit
der Glasfasern sowie die Verarbeitbarkeit der Glasfaser
zusammensetzung von ausschlaggebender Bedeutung. Glasfasern
werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämmzwecken ein
gesetzt. Für diese Zwecke ist eine ausreichende Feuchtig
keitsbeständigkeit erforderlich.
Ferner muß die Glasfaserzusammensetzung eine Verarbeitbar
keit nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Glasfa
sern mit kleinem Durchmesser, wie beispielsweise der Zen
trifugaltechnik, insbesondere der Innenzentrifugaltechnik,
ermöglichen (diese Technik ist beispielsweise in der
US-PS 4 203 745 beschrieben).
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Glasfa
serzusammensetzung, die sich durch biologische Abbaubarkeit
auszeichnet, eine gute Stabilität bzw. Resistenz gegen
Feuchtigkeit aufweist und sich gut verarbeiten läßt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Auf
gabe durch eine Glasfaserzusammensetzung gelöst werden
kann, die im wesentlichen erhebliche Mengen an Erdalkali
oxid, Alkalioxid und Boroxid aufweist und die ferner Ba
riomxid enthält.
Es hat sich gezeigt, daß eine solche Glasfaserzusammen
setzung die Kombination der notwendigen Eigenschaften, näm
lich biologische Abbaubarkeit, Resistenz gegen Feuchtigkeit
sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Glasfaserzusammen
setzung, die biologisch abbaubar ist, die gekennzeichnet
ist durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO₂|45 bis 60 | |
Al₂O₃ | 0 bis 5 |
CaO + MgO | 10 bis 16 |
Na₂O + K₂O | 14 bis 20 |
B₂O₃ | 7 bis 18 |
P₂O₅ | 0 bis 4 |
BaO | 1 bis 5 |
Ti, Zr, Zn, Sr, Li, Fe, Mn-Oxid | 0 bis 1,5 |
diverse | bis 0,5 |
Die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen sind mit
der Zentrifugaltechnik verarbeitbar. Die erhaltenen Fasern
haben gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit. Überraschen
derweise zeigen die Glasfaserzusammensetzungen biologische
Abbaubarkeit. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt vor
zugsweise 3 µm oder weniger.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusam
mensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:
SiO₂|53 bis 60 | |
Al₂O₃ | 0 bis 1,5 |
CaO + MgO | 10 bis 13 |
Na₂O + K₂O | 14 bis 18 |
B₂O₃ | 8 bis 14 |
P₂O₅ | 0 bis 2,0 |
BaO | 1,5 bis 3 |
Ti, Zr, Zn, Sr, Li, Fe, Mn-Oxid | 0 bis 1,5 |
diverse | bis 0,5 |
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die
erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Be
standteile in Gewichtsprozent auf:
SiO₂|46 bis 55 | |
Al₂O₃ | 1,5 bis 4 |
CaO + MgO | 10 bis 14 |
Na₂O + K₂O | 14 bis 17 |
B₂O₃ | 10 bis 17 |
P₂O₅ | 0 bis 2,0 |
BaO | 3 bis 5 |
Ti, Zr, Zn, Sr, Li, Fe, Mn-Oxid | 0 bis 1,5 |
diverse | bis 0,5 |
Bariumoxid hat einen positiven Einfluß auf die Feuchtig
keitsbeständigkeit und wohl auch auf die biologische Abbau
barkeit.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können bis zu 1,5
Gewichtsprozent Titanoxid, Zirkonoxid, Zinkoxid, Stron
tiumoxid, Lithiumoxid, Eisenoxid und/oder Manganoxid ent
halten. Mischungen von 2 oder 3 dieser Oxide werden beson
ders bevorzugt.
Phosphoroxid ist vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 2
Gewichtsprozent, insbesondere 0,3 bis 1,5 Gewichtsprozent
zugegen. Phosphoroxid beeinflußt die biologische Abbaubar
keit positiv.
Die Feuchtigkeitsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Ver
fahren wurde mittels einer Standardmethode, die als
"DGG-Methode" bekannt ist, ermittelt. Bei der DGG-Methode werden
10 g feingemahlenes Glas mit einer Korngröße zwischen etwa
360 und 400 µm in 100 ml Wasser beim Siedepunkt 5 Stunden
gehalten. Nach schneller Abkühlung des Materials wird die
Lösung filtriert und ein bestimmtes Volumen des Filtrats
zum Trockenen eingedampft. Das Gewicht des so erhaltenen
trockenen Materials erlaubt es, die Menge an im Wasser ge
löstem Glas zu berechnen. Die Menge ist in Milligramm per
Gramm des untersuchten Glases angegeben.
Die biologische Abbaubarkeit der erfindungsgemäßen Glas
zusammensetzungen wurde untersucht, indem 1 g des Glaspul
vers, wie bei der DGG-Methode beschrieben, in eine physio
logische Lösung der nachstehenden Zusammensetzung mit einem
ph-Wert von 7,4 eingebracht wurde:
NaCl | |
6,78 | |
NH₄Cl | 0,535 |
NaHCO₃ | 2,268 |
NaH₂PO₄H₂O | 0,166 |
(Na₃ citrat) 2H₂O | 0,059 |
Glycin | 0,450 |
M₂SO₄ | 0,049 |
CaCl₂ | 0,022 |
Es wurden dynamische Versuchsbedingungen gewählt, wie sie
bei Scholze und Conradt beschrieben sind. Die Fließge
schwindigkeit betrug 300 ml/Tag. Die Versuchsdauer betrug
14 Tage. Die Ergebnisse sind als Prozent SiO₂ in der Lö
sung × 100 nach 14 Tagen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen
näher beschrieben.
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichts
prozent erschmolzen:
SiO₂ | |
57,5 | |
Al₂O₃ | 0,5 |
CaO | 8,0 |
MgO | 3,5 |
Na₂O | 15,8 |
K₂O | 0,2 |
B₂O₃ | 12,0 |
BaO | 2,0 |
diverse | 0,5 |
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugal
technik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein
Wert von 40 ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen
Abbaubarkeit ergab einen Wert von 500.
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichts
prozent erschmolzen:
SiO₂ | |
56,5 | |
Al₂O₃ | 0,5 |
CaO | 8,0 |
MgO | 3,5 |
Na₂O | 15,8 |
K₂O | 0,2 |
B₂O₃ | 12,0 |
BaO | 2,0 |
P₂O₅ | 1,0 |
diverse | 0,5 |
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugal
technik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein
Wert von 40 ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen
Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichts
prozent erschmolzen:
SiO₂ | |
51,5 | |
Al₂O₃ | 2,5 |
CaO | 8,0 |
MgO | 3,5 |
Na₂O | 14,5 |
K₂O | 0,5 |
B₂O₃ | 15,5 |
BaO | 3,5 |
diverse | 0,5 |
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugal
technik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein
Wert von 20 ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen
Abbaubarkeit ergab einen Wert von 500.
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichts
prozent erschmolzen:
SiO₂ | |
50,5 | |
Al₂O₃ | 2,5 |
CaO | 8,0 |
MgO | 3,5 |
Na₂O | 14,5 |
K₂O | 0,5 |
B₂O₃ | 15,5 |
BaO | 3,5 |
P₂O₅ | 1,0 |
diverse | 0,5 |
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugal
technik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein
Wert von 20 ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen
Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.
Claims (5)
1. Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist,
gekennzeichnet durch folgende Bestandteile in Ge
wichtsprozent:
SiO₂|45 bis 60
Al₂O₃ 0 bis 5
CaO + MgO 10 bis 16
Na₂O + K₂O 14 bis 20
B₂O₃ 7 bis 18
P₂O₅ 0 bis 4
BaO 1 bis 5
Ti-, Zr-, Zn-, Sr-, Li-, Fe-, Mn-Oxid 0 bis 1,5
diverse bis 0,5
2. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeich
net durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO₂|53 bis 60
Al₂O₃ 0 bis 1,5
CaO + MgO 10 bis 13
Na₂O + K₂O 14 bis 18
B₂O₃ 8 bis 14
P₂O₅ 0 bis 2,0
BaO 1,5 bis 3
Ti-, Zr-, Zn-, Sr-, Li-, Fe-, Mn-Oxid 0 bis 1,5
diverse bis 0,5
3. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeich
net durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO₂|46 bis 55
Al₂O₃ 1,5 bis 4
CaO + MgO 10 bis 14
Na₂O + K₂O 14 bis 17
B₂O₃ 10 bis 17
P₂O₅ 0 bis 2,0
BaO 3 bis 5
Ti-, Zr-, Zn-, Sr-, Li-, Fe-, Mn-Oxid 0 bis 1,5
diverse bis 0,5
4. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenset
zung bis zu 1,5 Gewichtsprozent Titanoxid, Zirkon
oxid, Zinkoxid, Strontiumoxid, Lithiumoxid, Eisenoxid,
Manganoxid sowie deren Mischungen enthält.
5. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung
0,1 bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere 0,3 bis 1,5
Gewichtsprozent Phosphoroxid enthält.
Priority Applications (19)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0009418A2 (de) * | 1978-09-27 | 1980-04-02 | Oy Partek Ab | Glaszusammensetzung zur Herstellung von Fasern |
DE4418728A1 (de) * | 1994-05-28 | 1996-01-11 | Gruenzweig & Hartmann | Glasfaserzusammensetzungen |
DE4418727A1 (de) * | 1994-05-28 | 1996-02-22 | Gruenzweig & Hartmann | Glasfaserzusammensetzungen |
-
1995
- 1995-02-01 DE DE1995103171 patent/DE19503171A1/de not_active Withdrawn
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