ES2219891T3 - Metodo de produccion de fibras de vidrio solubles en agua. - Google Patents
Metodo de produccion de fibras de vidrio solubles en agua.Info
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Abstract
La invención se refiere a un procedimiento para formar lana o fibra de vidrio soluble en agua. El procedimiento comprende el calentamiento de la composición de vidrio por encima de su punto de fusión para producir vidrio fundido y después enfriar el vidrio fundido lentamente hasta una temperatura de trabajo preseleccionada y a la que las fibras se pueden estirar. Las temperaturas de trabajo adecuadas están en el intervalo de 400 a 1000 ºC. La temperatura de trabajo, normalmente estará aproximadamente unos 200 grados por debajo de la temperatura a la que se calienta el vidrio fundido por encima de su punto de fusión y puede ser 50- 300 ºC por encima de la Tg del vidrio. El pentóxido de fósforo es adecuado para formar vidrio y el B{sub,2}O{sub,3} puede estar presente como un aditivo. Opcionalmente el vidrio puede liberar iones plata, por ejemplo mediante la adición de ortofosfato de plata durante la fabricación del vidrio.
Description
Método de producción de fibras de vidrio solubles
en agua.
La presente invención se refiere a un método para
la producción de lana de vidrio y fibras de vidrio solubles en agua
que liberen iones de plata.
Se sabe que ciertos vidrios, en los que el
formador de vidrio habitual, el dióxido de silicio, se sustituye por
pentóxido de fósforo, son solubles en agua y fluidos corporales. La
velocidad de disolución está controlada en su mayor parte por la
adición de modificadores de vidrio tales como el óxido de calcio. En
términos simples, cuánto mayor es la concentración del modificador,
más lenta es la velocidad de disolución. La velocidad de disolución
puede oscilar desde minutos hasta varios años.
Los vidrios basados en fosfatos solubles que han
demostrado buena biocompatibilidad pueden incorporar metales
inorgánicos, de manera que pueda proporcionarse una liberación
sostenida de los metales en el sitio de la herida. Tales materiales
también pueden encontrar un uso en aplicaciones mecánicas en las
que, por ejemplo, puede ser beneficiosa una lenta liberación de un
agente anticorrosivo.
Ciertas aplicaciones requieren que el vidrio esté
en la forma de lana o fibras para aplicaciones mecánicas, tales como
lana para aislamiento y envasado. Así, por ejemplo, Mohr et
al en "Fibre Glass" (Van Norstrand, Reinhold Company, Nueva
York 1978) y Jaray en "A New Method of Spinning Glass Fibres"
(28th Annual SPI RP/C Institute Proceedings 1973, Sección
3-A) describen la producción de lana y fibras,
respectivamente, a partir de vidrio fundido. Las fibras de vidrio
pueden usarse con fines de aislamiento, construcción o incluso
comunicación. La lana de vidrio también encuentra usos en
aplicaciones de envasado y aislamiento.
Normalmente, las fibras de vidrio se producen a
partir de vidrio fundido usando técnicas tradicionales de estirado
de la fibra, por las que los filamentos de vidrio fundido a alta
temperatura (850°-1300°C) se forman en hebras y se estiran sobre
tensores de hilo antes de recogerse sobre una bobina.
La formación de lana de vidrio es similar en que
el vidrio se funde inicialmente en un crisol. El crisol tiene
aberturas adecuadas para permitir que los filamentos de vidrio
fluyan hacia abajo, que entonces son "soplados" en lana usando
chorros de vapor o aire comprimido. Alternativamente, la lana de
vidrio puede formarse usando un procedimiento de atenuación de
llama, desarrollado por Owens-Corning Fibreglass
Corporation, alrededor de 1940. En este procedimiento, el vidrio
fundido pasa a través de una fase de cojinete en la que se forman
filamentos primarios de aproximadamente 1 mm de ancho. Las fibras se
alinean entonces en una ordenación exacta uniformemente yuxtapuesta,
usando una guía de fibra, en una llama de chorro que sale de un
quemador de combustión interna. La llama en chorro produce el
estrechamiento y el alargamiento de las fibras antes de que se
recojan sobre una cinta de tela metálica de acero.
En ambos casos, el vidrio se suministra, o bien
en forma fundida directo desde un crisol o desde un horno con
gradiente de temperatura.
En general, los vidrios solubles en agua no se
prestan por sí mismos a estas técnicas tradicionales de formación de
fibra y lana. Como ejemplo, la patente de los EE.UU. 4.604.097 de
Graves et al., describe una fibra extraída soluble en agua,
compuesta principalmente por óxido de calcio y pentóxido de
fósforo. La fibra producida tiene una resistencia a la tracción muy
baja, en comparación con las fibras hiladas a partir de
composiciones de vidrio no solubles.
Además, los vidrios solubles en agua también
pueden ser químicamente agresivos cuando están fundidos, a
diferencia de los vidrios tradicionales, en los que se usa dióxido
de silicio como formador de vidrio. Además, las fibras producidas
son propensas al choque térmico y pueden sufrir desvitrificación o
cristalización.
Para combatir los problemas de desvitrificación y
cristalización, se han producido anteriormente fibras de vidrio
solubles en agua en condiciones rigurosas. Así, por ejemplo, Zimmer
et al, en el documento WO92/07801 describe la extracción de
fibras a partir de un vidrio soluble en agua compuesto
principalmente por pentóxido de fósforo, óxido de calcio y óxido de
hierro. Con el fin de mantener la viscosidad del vidrio adecuada
para la extracción, las fibras se extrajeron a 1200°C. Además, como
resultado de la naturaleza químicamente agresiva del vidrio a esa
temperatura, el vidrio se estiró en una atmósfera rica en oxígeno
(de hasta un 80% de oxígeno en volumen). Obviamente, la producción
comercial de fibras de vidrio en estas condiciones atmosféricas
controladas de temperatura elevada, es cara.
Los problemas de trabajar con vidrio soluble en
agua están agravados por la propia naturaleza del vidrio. Los óxidos
metálicos de elementos tales como el plomo y el teluro se han usado
anteriormente en el vidrio como aditivos para alterar las
cualidades del vidrio; la temperatura de cristalización, la
viscosidad y la densidad, por ejemplo. Como resultado de las
preocupaciones medioambientales y, particularmente, cuando los
vidrios han de usarse en una aplicación biológica, estos aditivos
deben evitarse y sustituirse por alternativas más aceptables.
Por tanto, es un objeto de la presente invención
prever fibras de vidrio solubles en agua que liberen iones de plata,
medioambientalmente aceptables, con propiedades mecánicas adecuadas,
y producir dichas fibras en condiciones menos forzadas.
La presente invención prevé un método para formar
una lana de vidrio y/o fibra de vidrio soluble en agua que libere
iones de plata, comprendiendo el método producir un vidrio soluble
en agua que libre iones de plata y calentar dicho vidrio por encima
de su punto de fusión para formar un vidrio fundido, enfriar al
menos una parte de dicho vidrio fundido hasta una temperatura de
trabajo preseleccionada y después transformar dicho vidrio fundido
que tiene dicha temperatura de trabajo en fibras y/o lana.
En general, el vidrio se calienta inicialmente
hasta una temperatura de fusión de 500°-1200°C, preferiblemente de
750°-1050°C. La temperatura se disminuye entonces lentamente hasta
la temperatura de trabajo en la que se produce la formación de
fibras.
En general, la temperatura de trabajo del vidrio
será de al menos 200°C más baja que la temperatura a la que se
calienta inicialmente el vidrio. Las temperaturas de trabajo
adecuadas pueden caer dentro de los siguientes intervalos:
400°C-500°C, 500°C-900°C
(preferiblemente 550°C-700°C, más preferiblemente
550°C-650°C, especialmente
600°C-650°C) y 800°C-2000°C. La
temperatura de trabajo seleccionada dependerá de la composición del
vidrio, pero una indicación aproximada de una temperatura de trabajo
adecuada puede establecerse tal como se describe más adelante en el
presente documento. Dependiendo de la composición de vidrio
utilizada, la temperatura de trabajo puede tener un intervalo de
temperaturas adecuado. El intervalo de temperaturas de trabajo puede
ser limitado, por ejemplo de sólo 10°C, de manera que pueda
producirse la formación de las fibras sólo entre la temperatura de
N°C hasta (N + 10)°C. Otras composiciones de vidrio pueden tener un
intervalo de temperatura más amplio, para la temperatura de trabajo,
en el que es posible la formación de vidrio.
Alternativamente, la temperatura de trabajo del
vidrio puede definirse como 50-300°C más alta que la
Tg (temperatura de transición vítrea) del vidrio.
Con el fin de obtener una indicación aproximada
de la temperatura de trabajo para cualquier composición de vidrio
particular, la composición de vidrio debe calentarse lentamente
hasta su punto de fusión. Tan pronto como se funda el vidrio, deben
hacerse intentos frecuentes para estirar la composición hacia arriba
para formar una fibra, aumentándose gradualmente la temperatura de
la composición entre los intentos. El intervalo de temperatura de la
composición durante el que es posible la formación de fibras debe
anotarse y utilizarse como temperatura de trabajo preliminar en el
procedimiento de la invención.
Resultará claro para los expertos en la técnica
que la velocidad de estirado a la que se extrae la fibra puede
afectar a la elección de la temperatura de trabajo y al diámetro de
la fibra requeridos. Cuando se requiere una fibra de diámetro
relativamente grande, la fibra tiende a estirarse más lentamente y
puede necesitarse disminuir ligeramente la temperatura de trabajo.
Cuando se requiere una fibra de diámetro relativamente pequeño (por
ejemplo, una lana de vidrio), las fibras pueden extraerse a una
velocidad de estirado mucho más alta y puede necesitarse aumentar
la temperatura de trabajo (disminuyendo así la viscosidad de la
composición para adaptarse al aumento de la velocidad de estirado).
La selección de la temperatura de trabajo exacta con respecto a
cualquier tamaño y composición de fibra particulares será una
cuestión simple de evaluación de rutina de las condiciones óptimas
del procedimiento.
Con respecto a la "temperatura de trabajo"
del vidrio, la persona experta apreciará que la temperatura del
horno puede diferir considerablemente de la temperatura del propio
vidrio y, de hecho, puede haber un gradiente de temperatura
significativo en el vidrio. Idealmente, la "temperatura de
trabajo" será la temperatura del vidrio a la que tiene lugar la
formación (es decir, el estirado) de fibras. Sin embargo, en muchas
composiciones puede no ser práctico medir la temperatura en la
superficie del vidrio en la que se produce el estirado mediante la
inserción de una sonda de temperatura, ya que la introducción de la
sonda puede precipitar la cristalización del vidrio. Una alternativa
es colocar una sonda de temperatura en el cojinete y monitorizar la
temperatura del cojinete, lo que será un buen indicador de la
temperatura del vidrio en el momento de la formación de fibras.
Alternativamente, puede enfocarse un pirómetro de infrarrojo en la
zona apropiada del vidrio y usarse para monitorizar la
temperatura.
El vidrio que ha de formarse en fibras se
calentará generalmente hasta que se funda, opcionalmente
clarificado, y después se enfriará lentamente y de manera que se
pueda controlar hasta que se alcance la temperatura de trabajo
apropiada y pueda comenzar la formación de fibras. El calentamiento
inicial del vidrio por encima de su punto de fusión y la posterior
formación de fibras puede llevarse a cabo en un único recipiente o,
alternativamente, el vidrio fundido puede transferirse a un
recipiente diseñado específicamente para la formación de fibras. Una
forma de sostener el vidrio fundido en un recipiente, que tiene un
cojinete dentro de su superficie inferior, hasta que la temperatura
disminuya hasta la temperatura de trabajo requerida es recubrir o
llenar los orificios del cojinete con un material que se funda
gradualmente durante el periodo de tiempo que tarda el vidrio en
alcanzar la temperatura requerida.
El aspecto más importante de la presente
invención es la forma en la que se alcanza la temperatura de
trabajo. Se ha encontrado que el vidrio fundido, que preferiblemente
puede calentarse significativamente por encima de su punto de
fusión, debe dejarse enfriar de una manera sumamente controlada,
reduciéndose la temperatura sólo gradualmente hasta que se alcance
la temperatura de trabajo. Puede estar presente un agitador para
garantizar que la temperatura de la totalidad del vidrio fundido se
mantenga lo más uniforme posible.
El vidrio se enfría hasta una temperatura en la
que el vidrio no cristalizará al menos durante el periodo de tiempo
necesario para convertir el fundido en fibra. Esta temperatura se
denomina una "temperatura de mantenimiento". La velocidad de
enfriamiento desde esta temperatura de mantenimiento se determina
mediante la velocidad a la que el fundido se consume en el cojinete
y la diferencia de temperatura entre la temperatura del cojinete (la
temperatura de trabajo) y la temperatura de mantenimiento del
fundido.
Debido a la baja viscosidad y a la limitada
franja de temperatura para muchas de estas composiciones, el control
del equilibrio entre la temperatura de fusión, la temperatura del
cojinete y la velocidad de producción del vidrio, es crítico.
Según otro aspecto de la presente invención, se
prevé una composición adecuada para la transformación en fibras y/o
lana de vidrio.
El pentóxido de fósforo (P_{2}O_{5}) se usa
preferiblemente como formador de vidrio.
En general, el porcentaje molar de pentóxido de
fósforo en la composición de vidrio es inferior al 85%,
preferiblemente inferior al 60% y especialmente entre el
30-60%.
Los óxidos o carbonatos de metales alcalinos,
metales alcalinotérreos y lantánidos se usan preferiblemente como
modificadores de vidrio.
En general, el porcentaje molar de los óxidos o
carbonatos de metales alcalinos, metales alcalinotérreos y
lantánidos es inferior al 60%,preferiblemente entre el
40-60%.
Los compuestos que contienen boro (por ejemplo,
B_{2}O_{3}) se usan preferiblemente como aditivos del
vidrio.
En general, el porcentaje molar de los compuestos
que contienen boro es inferior al 15% o menos, preferiblemente
inferior al 5%.
También pueden añadirse otros compuestos al
vidrio para modificar sus propiedades, por ejemplo, SiO_{2},
Al_{2}O_{3}, SO_{3}, iones sulfato (SO_{4}^{2-}) o
compuestos de metales de transición (por ejemplo, compuestos de
metales de transición de la primera fila).
Normalmente, los vidrios solubles utilizados en
esta invención comprenden pentóxido de fósforo (P_{2}O_{5}) como
el formador de vidrio principal, junto con uno cualquiera o más de
los materiales modificadores de vidrio no tóxicos, tales como el
óxido de sodio (Na_{2}O), el óxido de potasio (K_{2}O), el
óxido de magnesio (MgO), el óxido de zinc (ZnO) y el óxido de calcio
(CaO). La velocidad a la que se disuelve el vidrio en fluidos está
determinada por la composición del vidrio, generalmente por la razón
de modificador de vidrio con respecto a formador de vidrio y por
las proporciones relativas de modificadores de vidrio en el vidrio.
Mediante un ajuste adecuado de la composición del vidrio, pueden
diseñarse velocidades de disolución en el agua a 38°C que oscilen
desde sustancialmente cero hasta 25 mg/cm2/hora o más. Sin embargo,
la velocidad R de disolución del vidrio más deseable está entre 0,01
y 2,0 mg/cm^{2}/hora.
El vidrio soluble en agua, que es preferiblemente
un vidrio de fosfato, comprende una fuente de iones de plata que
pueden introducirse ventajosamente durante la fabricación como
ortofosfato de plata (Ag_{3}PO_{4}). El vidrio permite
preferiblemente la liberación controlada de plata y otros
constituyentes en el vidrio y el contenido de estos aditivos puede
variar de acuerdo con las condiciones de uso y las velocidades
deseadas de liberación, siendo el contenido de plata generalmente de
hasta el 5% molar. Aunque se está siguiendo la convención de
describir la composición del vidrio en lo que se refiere al % molar
de óxidos, de haluros y de iones sulfato, esto no pretende suponer
que tales especies químicas estén presentes en el vidrio ni que se
usen por lotes para la preparación del vidrio.
La velocidad óptima de liberación de los iones de
plata en un entorno acuoso puede seleccionarse según las
circunstancias y particularmente según la función específica de la
plata liberada. La invención proporciona un medio de suministro de
iones de plata a un medio acuoso a una velocidad que mantendrá una
concentración de iones de plata en dicho medio acuoso no inferior a
0,01 partes por millón y no superior a 10 partes por millón. En
algunos casos, la velocidad de liberación requerida puede ser tal
que toda la plata añadida al sistema se libere en un corto periodo
de horas o días y, en otras aplicaciones, puede ser que la plata
total se libere lentamente a una velocidad sustancialmente uniforme
durante un periodo que se prolongue hasta meses o incluso años. En
casos particulares, puede haber un requerimiento adicional, por
ejemplo, puede ser deseable que no queden residuos una vez que la
fuente de iones de plata se agote o, en otros casos, cuando la
plata se hace disponible será deseable que cualquier material
distinto a la propia plata que se libere simultáneamente sea
fisiológicamente inocuo. Todavía en otros casos, puede ser necesario
garantizar que el pH de la disolución resultante no caiga fuera de
los límites definidos.
Generalmente, el porcentaje molar de estos
aditivos en el vidrio es inferior al 25%, preferiblemente inferior
al 10%.
Las realizaciones de la invención se describirán
con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.
| Componente | % Molar | |
| Composición del vidrio | ||
| Na_{2}O | 31,05 | |
| CaO | 16,00 | |
| Ag_{2}O | 3,88 | |
| P_{2}O_{5} | 46,08 | |
| Na_{2}PO_{3}F | 0,97 | |
| 2Al_{2}O_{3}\cdotB_{2}O_{3} | 2,00 |
Se calentaron 100 gramos de la muestra hasta
900°C antes de enfriarse y estirarse a 650°C, a 25 km/h. En general,
la fibra fue buena; una muestra tuvo 10 km de longitud y 11 gramos
de peso, aunque hubo cierta cristalización a la temperatura de
estirado.
| Componente | % Molar | |
| Composición del vidrio | ||
| Na_{2}O | 29,51 | |
| CaO | 15,21 | |
| Ag_{2}O | 3,68 | |
| P_{2}O_{5} | 43,80 | |
| 2Al_{2}O_{3}\cdotB_{2}O_{3} | 1,90 | |
| Na_{2}PO_{3}F | 1,90 | |
| Na_{2}B_{4}O_{7}\cdot10H_{2}O | 1,00 | |
| Na_{2}PO_{4} | 3,00 |
Se calentaron 74 gramos de la muestra hasta
1000°C antes de enfriarse y estirarse a 635°C, a 25 km/h. La fibra
producida fue ultrafina; una muestra tuvo 18 km de longitud y 59
gramos de peso. La muestra se pulverizó con WD40 (lubricante) para
evitar la absorción de agua y para ayudar a la lubricidad. Hubo
algunos desechos en el fondo del crisol; pero se encontró que sólo
eran depósitos de hierro procedentes del vástago del cojinete.
| Componente | % Molar | |
| Composición del vidrio | ||
| Na_{2}O | 34,20 | |
| CaO | 16,15 | |
| P_{2}O_{5} | 44,65 | |
| Na_{2}SO_{4} | 5,00 |
Se calentaron 200 gramos de la muestra hasta
1050°C antes de enfriarse y estirarse a 635°C, a 25 km/h. La fibra
fue buena aunque hubo cierta cristalización a la temperatura de
estirado.
| Componente | % Molar | |
| Composición del vidrio | ||
| Na_{2}O | 32,40 | |
| CaO | 15,30 | |
| P_{2}O_{5} | 42,30 | |
| 2Al_{2}O_{3}\cdotB_{2}O_{3} | 3,00 | |
| Na_{2}PO_{3}F | 1,00 | |
| Na_{2}SO_{4} | 6,00 |
Se calentaron 117 gramos de la muestra hasta
950°C antes de enfriarse y estirarse a 635°C, a 40 km/h. La fibra
producida fue buena y no hubo problemas de cristalización, aun
cuando la temperatura de la superficie de la fibra disminuyó hasta
510°C en el proceso de estirado.
| Componente | % Molar | |
| Composición del vidrio | ||
| Na_{2}O | 31,71 | |
| CaO | 14,73 | |
| P_{2}O_{5} | 36,33 | |
| B_{2}O_{3} | 4,78 | |
| SO_{3} | 9,40 | |
| Na_{2}PO_{3}F | 3,00 |
Se calentaron 99 gramos de la muestra hasta 800°C
antes de enfriarse hasta 650°C y estirarse a 40 km/h. La fibra
producida fue muy fina, pero difícil de estirar y bastante frágil en
velocidad.
| Componente | % Molar | |
| Composición del vidrio | ||
| Na_{2}O | 30,77 | |
| CaO | 14,28 | |
| P_{2}O_{5} | 35,28 | |
| B_{2}O_{3} | 4,64 | |
| SO_{3} | 9,12 | |
| FePO_{4} | 2,41 | |
| Na_{2}PO_{3}F | 0,20 | |
| Na_{2}PO_{3}F | 0,20 | |
| MnHPO_{4} | 2,06 |
Se calentaron 200 gramos de la muestra hasta
850°C antes de enfriarse a 545°C y estirarse a 40 km/h. La fibra
producida fue resistente y delgada; no hubo problema de
cristalización, de hecho, el vidrio puede almacenarse a 550°C
durante 72 horas sin el inicio de la cristalización.
\newpage
A continuación se muestra un ejemplo de una
formulación de lana y de las condiciones de funcionamiento para
ilustrar las diferencias con los ejemplos de monofilamento dados
anteriormente.
Una formulación de lana habitual es
| Na_{2}O | 26,31 |
| CaO | 17,78 |
| P_{2}O_{5} | 47,04 |
| B_{2}O_{3} | 5,94 |
| MnO | 1,55 |
| Fe_{2}O_{3} | 0,97 |
| NaF | 0,41 |
Velocidad de disolución, no recocida = 0,0278
mg\cdotcm^{-2}\cdoth^{-1}.
Se fundió y se refinó a 1000°C.
Se enfrió y se mantuvo a 725°C.
La temperatura del cojinete se mantuvo a
365°C.
Se extrajeron fibras gruesas de aproximadamente
1,2 mm de diámetro a través de rodillos presores a 2,5
M\cdotmm^{-1} a partir de un cojinete con orificios de 6 x 6,5
mm de diámetro. El chorro de fibras se atenúa para producir una
lana fina de 5-15 \mum de diámetro. La lana se
pulverizó con acabado de aceite de silicona durante el proceso de
atenuación y se recogió sobre una cinta de tela metálica de acero
inoxidable. Normalmente, las lanas atenuadas tendrán diámetros de 5
a 20 \mum. Las fibras de monofilamento tendrán en su mayoría de 20
a 50 \mum de diámetro.
| Na_{2}O | 31,19% molar |
| K_{2}O | 9,63% molar |
| Ag_{2}O | 2,9% molar |
| B_{2}O_{3} | 2,74% molar |
| 2NaF | 0,66% molar |
| P_{2}O_{5} | 52,88% molar |
Horno a 710°C-800°C.
Cojinete a 450°C-460°C.
Orificios del cojinete de 4,5 mm.
Velocidad de estirado de 50 km por hora.
Buenas fibras.
Velocidad de disolución = 1,68 no recocida, 2,28
recocida.
| N_{2}O | 32% molar |
| K_{2}O | 10% molar |
| Ag_{2}O | 3% molar |
| P_{2}O_{5} | 55% molar |
Horno a 860°C.
Cojinete a 530°C.
Orificios del cojinete de 5 mm.
55 kmph.
Fibras buenas y resistentes.
| Na_{2}O | 32% molar |
| K_{2}O | 10% molar |
| (MgO | 4% molar)-añadido como un antimicrobiano |
| B_{2}O_{3} | 5% molar |
| Ag_{2}O | 3% molar |
| P_{2}O_{5} | 46% molar |
Temperatura del horno de 650°-730°C.
Temperatura del cojinete de
410°C-420°C.
Diámetro del cojinete de 5,5 mm.
Velocidad de hasta 100 kmph.
Velocidad de disolución de 0,7 recocida, de 1,0
no recocida (mg\cdotcm^{-2}\cdoth^{-1}). Fibra fiable, muy
buena y resistente. Muy estable.
| Na_{2}O | 36,58% molar |
| K_{2}O | 8,63% molar |
| P_{2}O_{5} | 45,09% molar |
| H_{2}O_{3} | 5,29% molar |
| Ag_{2}O | 2,59% molar |
| (CaO | 1,73% molar para atenuar la velocidad de disolución |
Temperatura del horno de 550°C.
Orificios del cojinete de 62 x 5,0 mm.
Temperatura del cojinete de 400°C.
Velocidad de 80 kmph.
Fibras muy buenas.
Velocidad de disolución de 3,11 recocida, de 3,8
no recocida (mg\cdotcm^{-2}\cdoth^{-1}).
Las fibras muestran excelente resistencia a la
tracción, flexibilidad y resistencia al choque.
Las fibras son especialmente adecuadas para la
liberación sostenida de refuerzo industrial y para plásticos
(antimicrobianas, anticorrosivas, etc.) y para aplicaciones
rápidamente biodegradables.
| CaO | 30% molar |
| MgO | 20% molar |
| P_{2}O_{5} | 50% molar |
Horno a 1050°C.
Orificios del cojinete de 5,5 mm.
Temperatura del cojinete de
700°C-720°C.
Velocidad de hasta 80 kmph.
Velocidad de disolución TBA.
Fibra muy resistente.
| (K_{2}O | 5% molar) Trazas para alterar la velocidad de disolución |
| CaO | 25% molar |
| Mg_{2}O | 20% molar |
| P_{2}O_{5} | 50% molar |
Horno a 1000°C.
Cojinete de 5,5 mm.
Temperatura del cojinete de 560°C–620°C.
Velocidad de hasta 70 kmph.
Velocidad de disolución TBA.
Fibra muy resistente.
Antimicrobiana.
| CaO | 28,5% molar |
| MgO | 18,5% molar |
| Ag_{2}O | 3% molar |
| P_{2}O_{5} | 50% molar |
Temperatura del horno de
1050°C-1150°C.
Cojinete de 4 x 5,5 mm.
Temperatura del cojinete de 700°C.
Velocidad de 50 kmph.
Velocidad de disolución TBA.
Fibra muy buena y resistente.
Antimicrobiana.
| CaO | 30% molar |
| MgO | 20% molar |
| P_{2}O_{5} | 50% molar |
Como el ejemplo 14 (sin plata)
Las fibras muestran excelente resistencia a la
tracción, flexibilidad y resistencia al choque. Estas fibras son
adecuadas para aplicaciones que requieren una liberación más lenta y
una mayor resistencia a la tracción además de biodegradabilidad.
Las fibras son adecuadas para implantes ortopédicos y aplicaciones
en ingeniería de tejidos.
Claims (11)
1. Método para formar fibras de vidrio solubles
en agua que liberen iones de plata, comprendiendo el método
proporcionar una composición adecuada para producir un vidrio
soluble en agua que libere iones de plata y calentar dicha
composición por encima del punto de fusión de dicho vidrio para
formar un vidrio fundido, enfriar al menos una parte de dicho vidrio
fundido hasta una temperatura de trabajo preseleccionada y después
transformar dicho vidrio fundido que tiene dicha temperatura de
trabajo en fibras.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha parte de dicho vidrio fundido se enfría lentamente hasta dicha
temperatura de trabajo.
3. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, en el que dicha temperatura de trabajo es
50-300°C más alta que la Tg del vidrio.
4. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, en el que dicha temperatura de trabajo es al
menos 200°C más baja que la temperatura a la que se calienta
inicialmente el vidrio.
5. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que se forma lana de vidrio.
6. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que se usa pentóxido de fósforo como
el formador de vidrio.
7. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que se usan compuestos que contienen
boro como modificadores del vidrio.
8. Método según la reivindicación 7, en el que se
usa B_{2}O_{3} como modificador del vidrio en un porcentaje
molar del 15% o menos.
9. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que se añade ortofosfato de plata
durante la fabricación del vidrio como fuente de iones de plata.
10. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que la temperatura de trabajo es de
500 a 900°C.
11. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que la composición se calienta por
encima del punto de fusión del vidrio hasta una temperatura de 500 a
1200°C.
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