DE4417231C3 - 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 abbau­ bare Mineralfasern.The invention relates to the use of a Composition as a material for biodegradation bare mineral fibers.

Es sind im Stande der Technik einige Mineralfaserzu­ sammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.Some mineral fibers are included in the prior art compositions described, of which indicated becomes that they are biodegradable.

Die biologische Abbaubarkeit von Mineralfaserzu­ sammensetzungen ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß einige Mineralfasern mit sehr kleinen Durchmes­ sern im Bereich von kleiner 3 µm im Verdacht stehen, kanzerogen zu sein, biologisch abbaubare Mineralfa­ sern solcher Dimensionen aber keine Kanzerogenität zeigen.The biodegradability of mineral fiber composition is of great importance, because various studies indicate that some mineral fibers with very small diam s are suspected in the range of less than 3 µm, to be carcinogenic, biodegradable mineralfa Apart from such dimensions, however, no carcinogenicity demonstrate.

Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch such die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Mineralfasern bzw. der daraus hergestellten Pro­ dukte, sowie die Verarbeitbarkeit der Mineralfaserzu­ sammensetzung von ausschlaggebender Bedeutung. Mi­ neralfasern werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämmzwecken eingesetzt. Insbesondere für diese Verwendung im Industriesektor ist eine ausreichende Temperaturbeständigkeit der Mineralfasern notwendig.In addition to biodegradability, however look for the mechanical and thermal properties the mineral fibers or the Pro products, as well as the processability of the mineral fibers composition is crucial. Wed For example, mineral fibers are used on a large scale used for insulation purposes. Especially for this Use in the industrial sector is sufficient Temperature resistance of the mineral fibers necessary.

Ferner muß die Mineralfaserzusammensetzung eine Verarbeitbarkeit nach bekannten Verfahren zur Her­ stellung von Mineralfasern mit kleinem Durchmesser, wie beispielsweise dem Düsenblasverfahren, ermögli­ chen.Furthermore, the mineral fiber composition must be Processability according to known methods for Her placement of mineral fibers with a small diameter, such as, for example, the jet blow molding process chen.

In der GB 1 370 324 werden Zusammensetzungen be­ schrieben, die nur geringe Mengen an Natriumoxid auf­ weisen, aber außerordentlich hohe Mengen an Alumini­ umoxid nämlich vorzugsweise 10 bis 23%. Mit solch hohen Gehalten an Aluminiumoxid ist ein Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfasern nicht zu erhalten.In GB 1 370 324 compositions are be wrote that only small amounts of sodium oxide were on have, but extremely high amounts of aluminum Namely, umoxide preferably 10 to 23%. With such high levels of aluminum oxide is a material for Biodegradable mineral fibers cannot be obtained.

Die US-PS 3,274,006 befaßt sich mit einer völlig ande­ ren Aufgabe als sie der Erfindung zugrunde liegt, näm­ lich stabile Schäume beim Schmelzen von Borsilicatglä­ sern zu erreichen. Auch die Zusammensetzungen unter­ scheiden 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%.U.S. Patent 3,274,006 deals with an entirely different one ren task than it is based on the invention, namely Lich stable foams when melting borosilicate glass to achieve. Also the compositions below divide substantially. With the known glasses it is borosilicate glasses with a high Proportion of boron oxide, which is preferably 2 to 15%, and also a high proportion of aluminum oxide 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 grund­ sätzlich von den erfindungsgemäß verwendeten Zusam­ mensetzungen.The compositions according to FR PS 1 149 289 have high levels of boron oxide and Aluminum oxide and therefore differ fundamentally additionally of the compounds used according to the invention settings.

Auch die Zusammensetzungen gemäß FR- PS 1 421 742 weisen besonders hohe Gehalte an Bor­ oxid, nämlich 4 bis 31% auf und unterscheiden sich so­ mit deutlich von den erfindungsgemäß verwendeten Zu­ sammensetzungen.The compositions according to FR PS 1 421 742 have particularly high boron contents oxide, namely 4 to 31% and thus differ with significantly different from those used according to the invention compositions.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Zusammensetzung als Werkstoff für biologisch abbau­ bare Mineralfasern, die auch gute Temperaturbestän­ digkeit aufweisen und sich gut verarbeiten lassen.The object of the invention is to create a new one Composition as a material for biodegradation bare mineral fibers, which also have good temperature resistance have a long life and are easy to work with.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die­ se Aufgabe durch eine Zusammensetzung gelöst wer­ den kann, die im wesentlichen aus Siliciumdioxid, Calci­ umoxid, Magnesiumoxid und Natriumoxid aufgebaut ist.The invention is based on the knowledge that the This task is solved by a composition who den can, which consists essentially of silica, calci umoxid, magnesium oxide and sodium oxide is built up.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Zusammenset­ zung die Kombination der notwendigen Eigenschaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Temperaturbestän­ digkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.It has been shown that such a composition the combination of the necessary properties, namely biodegradability, temperature resistance and good processability.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Zusammensetzung mit folgenden Bestandteilen in Ge­ wichtsprozent:
The invention relates to the use of a composition with the following components in percent by weight:

SiO2 SiO 2 50 bis 6550 to 65 Al2O3 Al 2 O 3 weniger als 2less than 2 CaOCaO 15 bis 3015 to 30 MgOMgO 6 bis 156 to 15 Na2ONa 2 O 8 bis 208 to 20 K2OK 2 O 0 bis 20 to 2 B2O3 B 2 O 3 0 bis 100 to 10 TiO2, Fe2O3, BaO, MnO, P2O5 TiO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, MnO, P 2 O 5 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 bio­ logische Abbaubarkeit.The mineral fiber compositions are according to the Nozzle blowing process can be displaced. The fibers obtained have good temperature resistance. More surprising wisely show the mineral fiber compositions bio logical degradability.

Vorzugsweise weisen die Mineralfaserzusammenset­ zungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:
The mineral fiber compositions preferably have the following components in percent by weight:

SiO2 SiO 2 55 bis 6055 to 60 Al2O3 Al 2 O 3 weniger als 1,5less than 1.5 CaOCaO 15 bis 2515 to 25 MgOMgO 6 bis 126 to 12 Na2ONa 2 O 9 bis 159 to 15 K2OK 2 O weniger als 2less than 2 B2O3 B 2 O 3 0 bis 80 to 8 TiO2, Fe2O3, BaO, MnO, P2O5 TiO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, MnO, P 2 O 5 0 bis 50 to 5

Zur Beurteilung der biologischen Abbaubarkeit wur­ de die Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesell­ schaft herangezogen. Dies ist eine einfach durchführba­ re Methode und gibt ein hinreichendes Maß für die biologische Abbaubarkeit. Die Methode ist beschrieben in L. Springer, "Laboratoriumsbuch für die Glasindu­ strie", 3. Aufl. 1950, Halle/S: W. Knapp Verlag.To assess the biodegradability, de the standard semolina sample from Deutsche Glasgesell shank used. This is an easy one to do re method and gives a sufficient measure of that biodegradability. The method is described in L. Springer, "Laboratoriumsbuch für die Glasindu strie ", 3rd edition 1950, Halle / S: W. Knapp Verlag.

Das Temperaturverhalten der Mineralfasern wurde mit der Schwedischen Methode ermittelt. Bei dieser Methode wird ein Silitrohrofen mit liegendem, beidsei­ tig offenem Arbeitsrohr mit einer Länge von 350 mm und einem Innendurchmesser von 27 mm verwendet. Im Ofenzentrum ist ein keramisches Auflageplättchen mit 30 × 20 × 3 mm3 zum Aufstellen des Prüfkörpers. 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 Prüfkörperhöhen­ änderung erfolgt laufend mit einer Ableseoptik.The temperature behavior of the mineral fibers was determined using the Swedish method. In this method, a silite tube furnace with a horizontal, bilateral open working tube with a length of 350 mm and an inner diameter of 27 mm is used. In the center of the furnace is a ceramic support plate with 30 × 20 × 3 mm 3 for setting up the test body. The test specimen has dimensions of 12 × 12 × 12 mm 3 or 12 mm ∅ × 12 mm in height. The bulk density is normally 100 kg / m 3 . The temperature increase is 5 K / min. The change in test body height is continuously determined using a reading optic.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispie­ len näher beschrieben.The invention is hereinafter based on example len described in more detail.

Beispiel 1example 1

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusam­ mensetzung in Gewichtsprozent produziert:
A mineral wool with the following composition in percent by weight was produced:

SiO2 SiO 2 5656 Al2O3 Al 2 O 3 0,50.5 CaOCaO 2020th MgOMgO 1010 Na2ONa 2 O 1010 B2O3 B 2 O 3 2,72.7

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsen­ blasverfahren 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 Blow molding process at a warping temperature of 1330 ° C to mineral fibers with an average diameter of 1.8 µm can be processed well.

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 sample of the German Glass Society resulted in a value of 35 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbestän­ digkeit bei 5% Höhenminderung von 620°C, was aus dem zugehörigen in der einzigen Zeichnung beispielhaft dargestellten Schaubild deutlich zu erkennen ist.The determination of the temperature behavior according to Swedish method gave a temperature resistance at a 5% altitude reduction of 620 ° C, what from the associated in the single drawing as an example can be clearly seen in the diagram.

Beispiel 2Example 2

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusam­ mensetzung in Gewichtsprozent produziert:
A mineral wool with the following composition in percent by weight was produced:

SiO2 SiO 2 5656 Al2O3 Al 2 O 3 1,01.0 CaOCaO 2121 MgOMgO 1111 Na2ONa 2 O 1111

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsen­ blasverfahren 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 Blow molding process at a warping temperature of 1310 ° C to mineral fibers with an average diameter of 1.7 µm can be 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 sample of the German Glass Society resulted in a value of 37 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbestän­ digkeit bei 5% Höhenminderung von 600°C.The determination of the temperature behavior according to Swedish method gave a temperature resistance at a 5% decrease in altitude from 600 ° C.

Claims (3)

1. Verwendung einer Zusammensetzung mit fol­ genden Bestandteilen in Gewichtsprozent: SiO2 50 bis 65 Al2O3 weniger als 2 CaO 15 bis 30 MgO 6 bis 15 Na2O 8 bis 20 K2O 0 bis 2 B2O3 0 bis 10 TiO2, Fe2O3, BaO, MnO, P2O5 0 bis 5
1. Use of a composition with the following components in percent by weight: SiO 2 50 to 65 Al 2 O 3 less than 2 CaO 15 to 30 MgO 6 to 15 Na 2 O 8 to 20 K 2 O 0 to 2 B 2 O 3 0 to 10 TiO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, MnO, P 2 O 5 0 to 5
als Werkstoff für biologisch abbaubare Mineralfa­ sern. as a material for biodegradable mineral fa sern. 2. Verwendung einer Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 mit folgenden Bestandteilen in Ge­ wichtsprozent: 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 components in percent by weight: SiO 2 55 to 60 Al 2 O 3 less than 1.5 CaO 15 to 25 MgO 6 to 12 Na 2 O 9 to 15 K 2 O less than 2 B 2 O 3 0 to 8 TiO 2 , Fe 2 O 3 , BaO, MnO, P 2 O 5 0 to 5
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