DE4417231C2 - Use of a composition as a material for biodegradable mineral fibers - Google Patents

Use of a composition as a material for biodegradable mineral fibers

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Zusammensetzung als Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfasern.The invention relates to the use of a Composition as a material for biological degradable mineral fibers.

Es sind im Stande der Technik einige Mineralfaser­ zusammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.There are some mineral fiber in the art described compositions of which specified is that they are biodegradable.

Die biologische Abbaubarkeit von Mineralfaserzusam­ mensetzungen ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß einige Mineralfasern mit sehr kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 µm im Verdacht stehen, kanzero­ gen zu sein, biologisch abbaubare Mineralfasern solcher Dimensionen aber keine Kanzerogenität zeigen.The biodegradability of Mineralfaserzusam Compositions is of great importance insofar as various investigations indicate that some mineral fibers with very small diameters in the Range of less than 3 microns are suspected, kanzero to be, biodegradable mineral fibers but show no carcinogenicity of such dimensions.

Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Mineralfasern bzw. der daraus hergestellten Produkte, sowie die Verarbeitbarkeit der Mineralfaserzusammen­ setzung von ausschlaggebender Bedeutung. Mineral­ fasern werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämmzwecken eingesetzt. Insbesondere für diese Ver­ wendung im Industriesektor ist eine ausreichende Temperaturbeständigkeit der Mineralfasern notwendig. In addition to biodegradability, however, are also the mechanical and thermal properties of the Mineral fibers or the products made from them, and the processability of the mineral fiber together of crucial importance. mineral For example, fibers are becoming widely used Insulation purposes used. Especially for this Ver in the industrial sector is sufficient Temperature resistance of mineral fibers necessary.  

Ferner muß die Mineralfaserzusammensetzung eine Ver­ arbeitbarkeit nach bekannten Verfahren zur Herstel­ lung von Mineralfasern mit kleinem Durchmesser, wie beispielsweise dem Düsenblasverfahren, ermöglichen.Furthermore, the mineral fiber composition must have a Ver Workability by known methods for manufacturing mineral fibers of small diameter, such as for example, the nozzle blowing method.

In der GB 1 370 324 werden Zusammensetzungen beschrieben, die nur geringe Mengen an Natriumoxid aufweisen, aber außerordentlich hohe Mengen an Aluminiumoxid, nämlich vorzugsweise 10 bis 23%. Mit solch hohen Gehalten an Aluminiumoxid ist ein Werk­ stoff für biologisch abbaubare Mineralfasern nicht zu erhalten.In GB 1 370 324, compositions are disclosed described that only small amounts of sodium oxide but extremely high levels Alumina, namely preferably 10 to 23%. With such high levels of alumina is a work fabric for biodegradable mineral fibers receive.

Die US-PS 3,274,006 befaßt sich mit einer völlig anderen Aufgabe als sie der Erfindung zugrunde liegt, nämlich stabile Schäume beim Schmelzen von Borsili­ catgläsern zu erreichen. Auch die Zusammensetzungen unterscheiden sich wesentlich. Bei den bekannten Gläsern handelt es sich um Borsilicatgläser mit einem hohen Anteil an Boroxid, der vorzugsweise 2 bis 15% beträgt, und außerdem einem hohen Anteil von Aluminiumoxid von 2 bis 20%.The US-PS 3,274,006 is concerned with a completely another object as underlying the invention, namely stable foams when melting Borsili to reach cat glasses. Also the compositions differ significantly. In the known Glasses are borosilicate glasses with a high proportion of boron oxide, preferably 2 to 15% amounts to, and also a high proportion of Alumina from 2 to 20%.

Auch die Zusammensetzungen gemäß FR-PS 1 149 289 weisen hohe Gehalte von Boroxid und Aluminiumoxid auf und unterscheiden sich somit grundsätzlich von den erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzungen.The compositions according to FR-PS 1 149 289 have high levels of boric oxide and alumina and thus differ fundamentally from the Compositions used according to the invention.

Auch die Zusammensetzungen gemäß FR-PS 1 421 742 weisen besonders hohe Gehalte an Boroxid, nämlich 4 bis 31% auf und unterscheiden sich somit deutlich von den erfindungsgemäß verwendeten Zusammen­ setzungen.Also the compositions according to FR-PS 1 421 742 have particularly high levels of boron oxide, namely 4 up to 31% and thus differ significantly from the compositions used according to the invention subsidence.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Zusammensetzung als Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfasern, die auch gute Temperaturbe­ ständigkeit aufweisen und sich gut verarbeiten lassen.The object of the invention is the creation of a new Composition as a material for biological degradable mineral fibers, which are also good Temperaturbe have durability and process well to let.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Zusammensetzung gelöst werden kann, die im wesentlichen aus Siliciumdioxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid und Natriumoxid aufgebaut ist.The invention is based on the finding that this task is solved by a composition which consists essentially of silica, Calcium oxide, magnesium oxide and sodium oxide built up is.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Zusammensetzung die Kombination der notwendigen Eigenschaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Tempera­ turbeständigkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.It has been found that such a composition the combination of necessary properties, namely biodegradability, tempera turbidity and good processability.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent:The invention relates to the use of a Composition with the following components in Weight:

SiO₂|50 bis 65SiO₂ | 50 to 65 Al₂O₃Al₂O₃ weniger als 2less than 2 CaOCaO 15 bis 3015 to 30 MgOMgO 3 bis 153 to 15 Na₂ONa₂O 8 bis 208 to 20 K₂OK₂O 0 bis 20 to 2 B₂O₃B₂O₃ 0 bis 100 to 10 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 50 to 5

als Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfasern. as a material for biodegradable mineral fibers.  

Die Mineralfaserzusammensetzungen sind nach dem Düsenblasverfahren verziehbar. Die erhaltenen Fasern haben gute Temperaturbeständigkeit. Überraschender­ weise zeigen die Mineralfaserzusammensetzungen biologische Abbaubarkeit.The mineral fiber compositions are after the Nozzle blow-molding method can be pulled. The obtained fibers have good temperature resistance. surprisingly Wise show the mineral fiber compositions biodegradability.

Vorzugsweise weisen die Mineralfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:Preferably, the mineral fiber compositions the following components in percent by weight:

SiO₂|55 bis 60SiO₂ | 55 to 60 Al₂O₃Al₂O₃ weniger als 1,5less than 1.5 CaOCaO 15 bis 2515 to 25 MgOMgO 6 bis 126 to 12 Na₂ONa₂O 9 bis 159 to 15 K₂OK₂O weniger als 2less than 2 B₂O₃B₂O₃ 0 bis 80 to 8 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 50 to 5

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.To assess the biodegradability was the standard semolina sample of the Deutsche Glasgesell used. This is an easy through feasible method and gives a sufficient degree for biodegradability. The method is described in L. Springer, "Laboratory book for the glass industry ", 3rd ed. 1950, Halle / S: W. Knapp Publishing company.

Das Temperaturverhalten der Mineralfasern wurde mit der Schwedischen Methode ermittelt. Bei dieser Methode wird ein Silitrohrofen mit liegendem, beidseitig offenem Arbeitsrohr mit einer Länge von 350 mm und einem Innendurchmesser von 27 mm verwen­ det. Im Ofenzentrum ist ein keramisches Auflageplätt­ chen mit 30 × 20 × 3 mm³ zum Aufstellen des Prüfkör­ pers. Der Prüfkörper hat Abmessungen von 12 × 12 × 12 mm³ oder 12 mm ⌀ × 12 mm Höhe. Die Rohdichte beträgt im Normalfall 100 kg/m³. Die Temperatursteigerung beträgt 5 K/min. Die Ermittlung der Prüfkörper­ höhenänderung erfolgt laufend mit einer Ablese­ optik.The temperature behavior of the mineral fibers was with the Swedish method. At this Method is a Silitrohrofen with lying, Both sides open working tube with a length of 350 mm and an inner diameter of 27 mm verwen det. In the kiln center is a ceramic platen with 30 × 20 × 3 mm³ for setting up the Prüfkör pers. The test specimen has dimensions of 12 × 12 × 12 mm³ or 12 mm ⌀ × 12 mm height. The bulk density is Normally 100 kg / m³. The temperature increase is 5 K / min. The determination of the test specimens Height change is carried out continuously with a reading optics.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.The invention will be described below by way of examples described in more detail.

Beispiel 1example 1

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent produziert:It was a mineral wool with the following Composition produced in weight percent:

SiO₂SiO₂ 5656 Al₂O₃Al₂O₃ 0,50.5 CaOCaO 2020 MgOMgO 1010 Na₂ONa₂O 1010 B₂O₃B₂O₃ 2,72.7

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.This composition could after the jet proceed at a distortion temperature of 1330 ° C. Mineral fibers with a mean diameter of 1.8 microns are well processed.

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 35 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit.An examination according to the standard semolina test of the German glass company gave a value of 35 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 620°C, was aus dem zugehörigen in der einzigen Zeichnung bespielhaft dargestellten Schaubild deutlich zu erkennen ist. The determination of the temperature behavior according to the Swedish method yielded a temperature resistant at 5% height reduction of 620 ° C, resulting from the associated in the single drawing clearly shown diagram can be seen.  

Beispiel 2Example 2

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammen­ setzung in Gewichtsprozent produziert:It was a mineral wool with the following together produced in percent by weight:

SiO₂SiO₂ 5656 Al₂O₃Al₂O₃ 1,01.0 CaOCaO 2121 MgOMgO 1111 Na₂ONa₂O 1111

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.This composition could after the jet proceed at a distortion temperature of 1310 ° C. Mineral fibers with a mean diameter of 1.7 μm are processed well.

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 37 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit.An examination according to the standard semolina test of the German glass company gave a value of 37 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 600°C.The determination of the temperature behavior according to the Swedish method yielded a temperature resistant at 5% height reduction of 600 ° C.

Claims (2)

1. Verwendung einer Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent: SiO₂|50 bis 65 Al₂O₃ weniger als 2 CaO 15 bis 30 MgO 3 bis 15 Na₂O 8 bis 20 K₂O 0 bis 2 B₂O₃ 0 bis 10 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 5
als Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfasern. 1. Use of a composition with the following constituents in percent by weight: SiO₂ | 50 to 65 Al₂O₃ less than 2 CaO 15 to 30 MgO 3 to 15 Na₂O 8 to 20 K₂O 0 to 2 B₂O₃ 0 to 10 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 to 5
as a material for biodegradable mineral fibers. 2. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 mit folgenden Bestandteilen in Gewichtsprozent: SiO₂|55 bis 60 Al₂O₃ weniger als 1,5 CaO 15 bis 25 MgO 6 bis 12 Na₂O 9 bis 15 K₂O weniger als 2 B₂O₃ 0 bis 8 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 bis 5
2. Use of a composition according to claim 1 with the following constituents in percent by weight: SiO₂ | 55 to 60 Al₂O₃ less than 1.5 CaO 15 to 25 MgO 6 to 12 Na₂O 9 to 15 K₂O less than 2 B₂O₃ 0 to 8 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, P₂O₅ 0 to 5
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