DE9422034U1 - Glasfaserzusammensetzungen - Google Patents

Glasfaserzusammensetzungen

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Description

Glasfaserzusammensetzungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist.
Es sind im Stande der Technik einige Glasfaserzusammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.
Die biologische Abbaubarkeit von Glasfaserzusammensetzungen ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß einige Glasfasern mit sehr kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 &mgr;&pgr;&agr; kanzerogen sein können, biologisch abbaubare Glasfasern solcher Dimensionen aber keine Kanzerogenität zeigen.
Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Glasfasern bzw. der daraus hergestellten Produk-
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te, die Beständigkeit der Glasfasern sowie die Verarbeitbarkeit der Glasfaserzusammensetzung von ausschlaggebender Bedeutung. Glasfasern werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämmzwecken eingesetzt. Für diese Zwecke ist eine ausreichende Feuchtigkeitsbeständigkeit erforderlich.
Ferner muß die Glasfaserzusammensetzung eine Verarbeitbarkeit nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Glasfasern mit kleinem Durchmesser, wie beispielsweise der Zentrifugaltechnik insbesondere der Innerzentrifugaltechnik, ermöglichen (diese Technik ist beispielsweise in der US-PS 4 203 745 beschrieben).
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Glasfaserzusammensetzung, 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 Aufgabe durch eine Glasfaserzusammensetzung gelöst werden kann, die erhebliche Mengen an Alkalioxiden und Boroxid umfaßt, sowie gegebenenfalls Aluminiumoxid enthält.
Es hat sich gezeigt, daß eine solche Glasfaserzusammensetzung die Kombination der notwendigen Eigenschaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Resistenz gegen Feuchtigkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist, die gekennzeichnet ist durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO2 45 bis 60
Al2O3 O bis 5
CaO + MgO 10 bis 16
Na2O + K2O 15 bis 23
B2O3 10 bis 18
P2O5 Obis 4.
Die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen sind mit der Zentrifugaltechnik verarbeitbar. Die erhaltenen Pasern haben gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit. Überraschenderweise zeigen die Glasfaserzusammensetzungen biologische Abbaubarkeit.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:
SiO2 47 bis 57
Al2O3 0,5 bis 4
CaO + MgO 12 bis 15
Na2O + K2O 16 bis 20
B2O3 10 bis 16
P2O5 O bis 2.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:
SiO2 52 bis 60
Al2O3 O bis 1,5
CaO + MgO 11 bis 12,5
Na2O + K2O 16 bis 18,5
B2O3 10 bis 14
P2O5 O bis 1.
„I ' ♦· ··«· it mi
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen weniger als 57 und insbesondere weniger als 56,5 Gewichtsprozent Siliciumdioxid auf.
Durch den Zusatz an Aluminiumoxid kann eine Verbesserung der Feuchtigkeitsbeständigkeit erreicht werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhalten daher vorzugsweise mindestens 0,1 und insbesondere mindestens 0,5 Gewichtsprozent Aluminiumoxid.
Die biologische Abbaubarkeit kann durch den Zusatz von Phosphorpentoxid gesteigert weren. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten daher vorzugsweise mindestens 0,1 Gewichtsprozent P2O5.
Die Feuchtigkeitsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen 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 &mgr;&eegr;&igr; 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 Trocknen eingedampft. Das Gewicht des so erhaltenen trockenen Material erlaubt es, die Menge an im Wasser gelöstem Glas zu berechnen. Die Menge ist in Milligramm per Gramm des untersuchten Glases angegeben.
Die biologische Abbaubarkeit der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzungen wurde untersucht, indem 1 g des Glaspulvers, wie bei der DGG-Methode beschrieben, in eine physiologische 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
(Na3citrat)2H2O 0,059
Glycin 0,450
H2SO4 0,049
CaCl2 0,022
Es wurden dynamische Versuchsbedingungen gewählt, wie sie bei Scholze und Conradt beschrieben sind. Die Fließgeschwindigkeit betrug 300 ml/Tag. Die Versuchsdauer betrug 14 Tage. Die Ergebnisse sind als Prozent SiO2 in der Lösung &khgr; 100 nach 14 Tagen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.
Beispiel 1
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:
SiO2 56,0
Al2O3 1,0
CaO 9,0
MgO 4,0
Na2O + 18,0
K2O 1,0
B2O3 10,5
diverse 0,5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 40 mg/g ermittelt.
• · · &idigr; .* I I ·
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 550.
Beispiel 2
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:
SiO2 55,0
Al2O3 1,0
CaO 9,0
MgO 4,0
Na2O 18,0
K2O 1,0
B2O3 10,5
P2O5 1,0
diverse 0,5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 40 mg/g ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.
Beispiel 3
SiO2 57,5
Al2O3 0,5
CaO 8,0
MgO 3,5
Na2O + 17,8
K2O 0,2
B2O3 12,0
diverse 0,5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von SO mg/g ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 550.
Beispiel 4
SiO2 56,5
Al2O3 0,5
CaO 8,0
MgO 3,5
Na2O 17,8
K2O 0,2
B2O3 12,0
P2O5 1,0
diverse 0,5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 50 mg/g ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.
Beispiel 5
SiO2 49,5
Al2O3 3,0
CaO 9,0
MgO 4,0
Na2O 17,5
K2O 0,5
B2O3 16,0
diverse 0,5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 30 mg/g ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 550.
Beispiel 6
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:
SiO2 48,5
•3 m ·
Al2O3 3,0
CaO 9,0
MgO 4,0
Na2O 17,5
K2O 0,5
B2O3 16,0
P2O5 1,0
diverse 0,5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 30 mg/g ermittelt.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.

Claims (10)

Schutzansprüche
1. Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO2 45 bis 60
Al2O3 weniger als
CaO + MgO 10 bis 16
Na2O + K2O 15 bis 23 B2O3 mehr als 12 bis 18
P2O5 O bis 4
BaO O bis 1
diverse O bis 2.
2. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO2 45 bis 60
Al2O3 weniger als
CaO + MgO 10 bis 16 Na2O + K2O weniger als 18
B2O3 mehr als 12 bis 18
P2O5 O bis 4
BaO O bis 1
diverse O bis 2.
3. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO9 47 bis 57
Al2O3 CaO + MgO Na2O + K2O B2O3 P2O5 BaO diverse
weniger als 2
12 bis 15 16 bis 20
mehr als 12 bis 16 Obis 2 O bis 1 Obis 2.
4. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:
SiO2 Al2O3 CaO + MgO Na2O + K2O B2O3 P2O5 BaO diverse
52 bis 60 O bis 1,5 11 bis 12,5 16 bis 18,5 mehr als 12 bis 14 Obis 1 Obis 1 Obis 2.
5. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Siliciumdioxid weniger als 57 Gewichtsprozent beträgt.
6. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Siliciumdioxid weniger als 56,5 Gewichtsprozent beträgt.
7. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Aluminiumoxid mindestens 0,1 Gewichtsprozent beträgt.
&Iacgr; ·: :VT··
&iacgr;&ogr;
8. Glasfaserzusajtnmensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Aluminiumoxid mindestens 0,5 Gewichtsprozent beträgt,
9. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichent, daß der Gehalt an Phosphoroxid mindestens 0,1 Gewichtsprozent beträgt.
10. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Magnesiumoxid weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt.
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