DE19503172A1 - Mineralfaserzusammensetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mineralfaserzusam­ mensetzung, die biologisch abbaubar ist.

Es sind im Stande der Technik einige Mineralfaserzu­ sammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.

Die biologische Abbaubarkeit von Mineralfaserzusammen­ setzungen ist insofern von großer Bedeutung, weil ver­ schiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß einige Mineralfasern mit sehr kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 µm im Verdacht stehen, kanzerogen zu sein, biologisch abbaubare Mineralfasern solcher Di­ mensionen aber keine Kanzerogenitat zeigen.

Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Mi­ neralfasern bzw. der daraus hergestellten Produkte, sowie die Verarbeitbarkeit der Mineralfaserzusammen­ setzung von ausschlaggebender Bedeutung. Mineralfasern werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämmzwecken eingesetzt. Insbesondere für diese Verwendung im Indu­ striesektor ist eine ausreichende Temperaturbeständig­ keit der Mineralfasern notwendig.

Ferner muß die Mineralfaserzusammensetzung eine Verar­ beitbarkeit nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Mineralfasern mit kleinem Durchmesser, wie bei­ spielsweise dem Düsenblasverfahren, ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Mineralfaserzusammensetzung, die sich durch biologi­ sche Abbaubarkeit auszeichnet, die gute Temperaturbe­ ständigkeit aufweist und sich gut verarbeiten läßt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Mineralfaserzusammensetzung gelöst werden kann, die im wesentlichen aus Siliciumdioxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid und Natriumoxid aufgebaut ist.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Mineralfaserzu­ sammensetzung die Kombination der notwendigen Eigen­ schaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Tempera­ turbeständigkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Mineralfaserzusam­ mensetzung, die biologisch abbaubar ist, die gekenn­ zeichnet ist durch folgende Bestandteile in Gewichts­ prozent:

SiO₂|50 bis 65
Al2O₃	weniger als 2
CaO	16 bis 30
MgO	4 bis 15
Na₂O	8 bis 20
K₂O	0 bis 2
B₂O₃	0 bis 10
TiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅	0 bis 5

Die erfindungsgemäßen Mineralfaserzusammensetzungen sind nach dem Düsenblasverfahren verziehbar. Die er­ haltenen Fasern haben gute Temperaturbeständigkeit. Überraschenderweise zeigen die Mineralfaserzusammen­ setzungen biologische Abbaubarkeit. Der mittlere Fa­ serdurchmesser beträgt vorzugsweise 3 µm oder weniger.

Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Mineralfa­ serzusammensetzungen folgende Bestandteile in Ge­ wichtsprozent auf:

SiO₂|55 bis 60
Al₂O₃	weniger als 1,5
CaO	16 bis 25
MgO	5 bis 15
Na₂O	9 bis 15
K₂O	weniger als 2
B₂O₃	0 bis 8
TiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅	0 bis 5

Insbesondere weisen die erfindungsgemäßen Mineralfa­ serzusammensetzungen folgende Bestandteile in Ge­ wichtsprozent auf:

SiO₂|55 bis 59
Al₂O₃	weniger als 1,5
CaO	18 bis 23
MgO	8 bis 12
Na₂O	9 bis 13
K₂O	weniger als 1
B₂O₃	0 bis 3
TiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅	0 bis 3

Der Gehalt an Magnesiumoxid beträgt vorzugsweise 6 bis 12 Gew.-% und insbesondere 8 bis 12 Gew.-%.

Der Gehalt an Cromoxid beträgt vorzugsweise weniger als 1,5 Gew.-% und insbesondere weniger als 1,0 Gew.-%.

Zur Beurteilung der biologischen Abbaubarkeit wurde die Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesell­ schaft herangezogen. Dies ist eine einfach durch­ führbare Methode und gibt ein hinreichendes Maß für die biologische Abbaubarkeit. Die Methode ist beschrieben in L. Springer, "Laboratoriumsbuch für die Glasindustrie", 3. Aufl. 1950, Halle/S: W. Knapp Verlag.

Das Temperaturverhalten der Mineralfasern wurde mit der Schwedischen Methode ermittelt. Bei dieser Methode wird ein Silitrohrofen mit liegendem, beidseitig offe­ nem Arbeitsrohr mit einer Länge von 350 mm und einem Innendurchmesser von 27 mm verwendet. Im Ofenzentrum ist ein keramisches Auflageplättchen mit 30 × 20 × 3 mm zum Aufstellen des Prüfkörpers. Der Prüfkörper hat Abmessungen von 12 × 12 × 12 mm oder 12 mm ⌀ × 12 mm Höhe. Die Rohdichte beträgt im Normalfall 100 kg/m³. Die Temperatursteigerung beträgt 5 K/min. Die Ermitt­ lung der Prüfkörperhöhenänderung erfolgt laufend mit einer Ableseoptik.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammenset­ zung in Gewichtsprozent produziert:

SiO₂
56
Al₂O₃	0,5
CaO	20
MgO	10
Na₂O	10
B₂O₃	2,7

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsenblas­ verfahren bei einer Verziehtemperatur von 1330°C zu Mineralfasern mit einem mittleren Durchmesser von 1,8 µm gut verarbeitet werden.

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 35 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 620°C, was aus dem zu­ gehörigen in der einzigen Zeichnung bespielhaft darge­ stellten Schaubild deutlich zu erkennen ist.

Beispiel 2

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammen­ setzung in Gewichtsprozent produziert:

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsenblas­ verfahren bei einer Verziehtemperatur von 1310°C zu Mineralfasern mit einem mittleren Durchmesser von 1,7 µm gut verarbeitet werden.

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 37 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 600°C.

Claims (3)

1. Mineralfaserzusammensetzung, die biologisch ab­ baubar ist, gekennzeichnet durch folgende Be­ standteile in Gewichtsprozent: SiO₂|50 bis 65 Al₂O₃ weniger als 2 CaO 16 bis 30 MgO 4 bis 15 Na₂O 8 bis 20 K₂O 0 bis 2 B₂O₃ 0 bis 10 TiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 5

2. Mineralfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch folgende Bestandteile in Ge­ wichtsprozent: SiO₂|55 bis 60 Al₂O₃ weniger als 1,5 CaO 16 bis 25 MgO 5 bis 15 Na₂O 9 bis 15 K₂O weniger als 2 B₂O₃ 0 bis 8 TiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 5

3. Mineralfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch folgende Bestandteile in Ge­ wichtsprozent: SiO₂|55 bis 59 Al₂O₃ weniger als 1,5 CaO 18 bis 23 MgO 8 bis 12 Na₂O 9 bis 13 K₂O weniger als 1 B₂O₃ 0 bis 3 TiO₂, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 3