DE9422036U1 - Glass fiber compositions - Google Patents
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Description
Die Erfindung {bezieht sich auf eine Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist. :The invention relates to a glass fiber composition which is biodegradable. :
Es sind im Stande der Technik einige Glasfaserzusammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.Some glass fiber compositions are described in the prior art, which are stated to be biodegradable.
Die biologische Abbaubarkeit von Glasfaserzusammensetzungn ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß einige Glasfasern; mit sehr kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 &mgr;&pgr;&igr; kanzerogen sein können, biologisch abbaubare Glasfasern solcher Dimensionen aber keine Kanzerogenität zeigen.The biodegradability of glass fiber compositions is of great importance because various studies indicate that some glass fibers with very small diameters in the range of less than 3 μπα can be carcinogenic, but biodegradable glass fibers of such dimensions do not show any carcinogenicity.
Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Glasfasern bzw. der daraus hergestellten Produk-In addition to biodegradability, the mechanical and thermal properties of the glass fibers and the products made from them are also important.
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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.te, the durability of the glass fibers and the processability of the glass fiber composition are of crucial importance. Glass fibers, for example, are used extensively for insulation purposes. For these purposes, sufficient moisture resistance is required.
Ferner muß die Glasfaserzusamniensetzung 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). Furthermore, the glass fiber composition must enable processing using known methods for producing glass fibers with a small diameter, such as centrifugal technology, in particular inner centrifugal technology (this technology is described, for example, in US Pat. No. 4,203,745).
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.The object of the invention is to create a new glass fiber composition, which is characterized by biodegradability, has good stability and resistance to moisture and is easy to process.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Glasfaserzusamniensetzung gelöst werden kann, die erhebliche Mengen an Alkalioxiden und Boroxid umfaßt, sowie gegebenenfalls Aluminiumoxid enthält.The invention is based on the finding that this object can be achieved by a glass fiber composition which comprises considerable amounts of alkali oxides and boron oxide, and optionally contains aluminum oxide.
Es hat sich gezeigt, daß eine solche Glasfaserzusammensetzung die Kombination der notwendigen Eigenschaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Resistenz gegen Feuchtigkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.It has been shown that such a glass fiber composition meets the combination of the necessary properties, namely biodegradability, resistance to moisture and good processability.
Gegenstand der Erfindung ist eine Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist, die gekennzeichnet ist durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent: The invention relates to a glass fiber composition which is biodegradable and is characterized by the following components in percent by weight:
SiO2 45 bis weniger als 57
Al2O3 O bis 5SiO 2 45 to less than 57
Al 2 O 3 O to 5
CaO + MgO 10 bis 16CaO + MgO 10 to 16
Na2O + K2O 15 bis 23Na 2 O + K 2 O 15 to 23
B2O3 10 bis 18B 2 O 3 10 to 18
P2O5 Obis 4.P 2 O 5 Obis 4.
Die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen sind mit der Zentrifugaltechnik verarbeitbar. Die erhaltenen Fasern haben gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit. Überraschenderweise zeigen die Glasfaserzusammensetzungen biologische Abbaubarkeit.The glass fiber compositions according to the invention can be processed using centrifugal technology. The fibers obtained have good resistance to moisture. Surprisingly, the glass fiber compositions show biodegradability.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:Preferably, the glass fiber compositions according to the invention have the following components in weight percent:
SiO2 47 bis weniger alsSiO 2 47 to less than
Al2O3 0,5 bis 4Al 2 O 3 0.5 to 4
CaO 4- MgO 12 bis 15CaO 4- MgO 12 to 15
Na2O + K2O 16 bis 20Na 2 O + K 2 O 16 to 20
B2O3 10 bis 16B 2 O 3 10 to 16
P2O5 O bis 2.P 2 O 5 O to 2.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:According to a further preferred embodiment, the glass fiber compositions according to the invention have the following components in percent by weight:
SiO2 52 bis weniger alsSiO 2 52 to less than
Al2O3 O bis 1,5Al 2 O 3 O up to 1.5
CaO + MgO 11 bis 12,5CaO + MgO 11 to 12.5
Na2O + K2O 16 bis 18,5Na 2 O + K 2 O 16 to 18.5
B2O3 10 bis 14B 2 O 3 10 to 14
P2O5 O bis 1.P 2 O 5 O to 1.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen weniger als 56,5 Gewichtsprozent Siliciumdioxid auf.Preferably, the glass fiber compositions of the invention contain less than 56.5 weight percent silica.
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.The addition of aluminum oxide can improve moisture resistance. The compositions according to the invention therefore preferably contain at least 0.1 and in particular at least 0.5 percent by weight of aluminum oxide.
Die biologische Abbaubarkeit kann durch den Zusatz von Phosphorpentoxid gesteigert werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten daher vorzugsweise mindestens 0,1 Gewichtsprozent P2O5.The biodegradability can be increased by the addition of phosphorus pentoxide. The compositions according to the invention therefore preferably contain at least 0.1 percent by weight of P 2 O 5 .
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 Materials erlaubt es, die Menge an im Wasser gelöstem Glas zu berechnen. Die Menge ist in Milligramm per Gramm des untersuchten Glases angegeben.The moisture resistance of the glass fiber compositions of the invention was determined using a standard method known as the "DGG method". In the DGG method, 10 g of finely ground glass with a grain size between about 360 and 400 μηγ are kept in 100 ml of water at the boiling point for 5 hours. After rapid cooling of the material, the solution is filtered and a certain volume of the filtrate is evaporated to dryness. The weight of the dry material thus obtained allows the amount of glass dissolved in the water to be calculated. The amount is given in milligrams per gram of the glass examined.
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:The biodegradability of the glass compositions according to the invention was investigated by adding 1 g of the glass powder as described in the DGG method into a physiological solution of the following composition with a pH of 7.4:
NaCl 6,78NaCl6.78
NH4Cl 0,535NH 4 Cl 0.535
NaHCO3 2,268NaHCO3 2.268
NaH2PO4H2O 0,166 NaH2PO4H2O 0.166
(Na3 citrat)2H2O 0,059(Na 3 citrate)2H 2 O 0.059
Glycin 0,450Glycine 0.450
.1.1
H2SO4 0,049 H2SO4 0.049
CaCl2 0,022.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.Dynamic test conditions were chosen as described by Scholze and Conradt. The flow rate was 300 ml/day. The test duration was 14 days. The results are given as percent SiO 2 in the solution x 100 after 14 days.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.The invention is described in more detail below using examples.
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:A glass with the following composition in weight percent was melted:
SiO2 56,0SiO2 56.0
Al2O3 1,0 Al2O3 1.0
CaO 9,0CaO 9.0
MgO 4,0MgO4.0
Na2O + 18,0 Na2O + 18.0
K2O 1,0K 2 O 1.0
B2O3 10,5B 2 O 3 10.5
diverse 0,5.various 0.5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.These glass compositions could be processed using centrifugal technology.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 40 mg/g ermittelt.A value of 40 mg/g was determined using the DGG method described above.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 550.The biodegradability test described above gave a value of 550.
k &Lgr; &Lgr; &Lgr; * · ♦ · M &Lgr; &Lgr; &Lgr; &Lgr;. M k Λ Λ Λ * · ♦ · M Λ Λ Λ Λ. M
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:A glass with the following composition in weight percent was melted:
SiO2 55,0SiO2 55.0
Al2O3 1,0 Al2O3 1.0
CaO 9,0CaO 9.0
MgO 4,0MgO4.0
Na2O 18,0 Na2O18.0
K2O 1,0K 2 O 1.0
B2O3 10,5B 2 O 3 10.5
P2O5 1,0P 2 O 5 1.0
diverse 0,5.various 0.5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.These glass compositions could be processed using centrifugal technology.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 40 mg/g ermittelt.A value of 40 mg/g was determined using the DGG method described above.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.The biodegradability test described above gave a value of 600.
SiO2 56,5SiO2 56.5
Al2O3 0,5 Al2O3 0.5
CaO 8,0CaO2 8.0
MgO 3,5MgO3.5
Na2O 17,8 Na2O17.8
IA & &Lgr; IA&& Lgr; * * lilt fc A &mgr;, &mgr; &* * lilt fc A μ, μ &
K2O 0,2K 2 O 0.2
B2O3 12,0 B2O3 12.0
P2O5 1,0P 2 O 5 1.0
diverse 0,5.various 0.5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.These glass compositions could be processed using centrifugal technology.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 50 mg/g ermittelt.A value of 50 mg/g was determined using the DGG method described above.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.The biodegradability test described above gave a value of 600.
SiO2 49,5SiO2 49.5
Al2O3 3,0 Al2O3 3.0
CaO 9,0CaO 9.0
MgO 4,0MgO4.0
Na2O 17,5 Na2O17.5
K2O 0,5K 2 O 0.5
B2O3 16,0 B2O3 16.0
diverse 0,5.various 0.5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.These glass compositions could be processed using centrifugal technology.
Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 30 mg/g ermittelt.A value of 30 mg/g was determined using the DGG method described above.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 550.The biodegradability test described above gave a value of 550.
Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:A glass with the following composition in weight percent was melted:
SiO2 48,5SiO2 48.5
Al2O3 3,0 Al2O3 3.0
CaO 9,0CaO 9.0
MgO 4,0MgO4.0
Na2O 17,5 Na2O17.5
K2O 0,5K 2 O 0.5
B2O3 16,0 B2O3 16.0
P2O5 1,0P 2 O 5 1.0
diverse 0,5.various 0.5.
Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden.These glass compositions could be processed using centrifugal technology.
Mittels der vorstehend beschriebene DGG-Methode wurde ein Wert von 30 mg/g ermittelt.A value of 30 mg/g was determined using the DGG method described above.
Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.The biodegradability test described above gave a value of 600.
Claims (9)
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