FR2521547A1 - Glass for mfg. fibres, esp. for thermal insulation - contains silica, alumina, boric oxide, sodium oxide and lime, and has low softening pt. aiding spinning of thin fibres - Google Patents
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- C03C13/00—Fibre or filament compositions
Abstract
Description
la présente invention concerne une composition pour fibre de verre destinée notamment à la réalisation d'une isolation de verre en fibre. the present invention relates to a composition for glass fiber intended in particular for the production of fiber glass insulation.
le verre en fibre, et en particulier celui que l'on utilise comme isolation thermique, est habituellement produit par le procédé par rotation dans lequel du verre fondu est amené sur une filière rotative à paroi périphérique cylindrique criblée de petites ouvertures espacées, la force centrifuge amenant le verre à s'écouler à travers les ouvertures afin d'amorcer au moins la formation des fibres de verre. les ouvertures ont d'ordinaire un diamètre considérablement plus grand que ne le nécessitent les fibres finales, une réduction du diamètre des fibres initialement formées étant obtenue par amincissement, par exemple par un jet de gaz chaud projeté contre les fibres dans une direction généralement perpendiculaire au plan de rotation de la filière.Dans un autre procédé par rotation, qui est couvert par le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 058 386, le diamètre des ouvertures et les autres paramètres de la. filière et du procédé sont choriste manière que les fibres de verre, telles quelles sont formées initialement,aient déjà un diamètre extremement petit de manière que leur amincissement par un jet de gaz chaud ne s'impose pas. Cette mesure est avantageuse parce qu'elle élimine la nécessité de la grande dépense d'énergie impliquée par lx production d'un courant continu de gaz chaud essentiel à l'ancien procédé pour obtenir des fibres ayant le petit diamètre désiré pour une isolation au moyen de verre en fibre. fiber glass, and in particular that used for thermal insulation, is usually produced by the rotational process in which molten glass is brought to a rotary die with a cylindrical peripheral wall riddled with small spaced openings, centrifugal force causing the glass to flow through the openings to at least initiate the formation of glass fibers. the openings usually have a considerably larger diameter than the final fibers require, a reduction in the diameter of the fibers initially formed being obtained by thinning, for example by a jet of hot gas projected against the fibers in a direction generally perpendicular to the plane of rotation of the die. In another method of rotation, which is covered by US Patent No. 4,058,386, the diameter of the apertures and the other parameters of the. die and process are chorister so that the glass fibers, as they are initially formed, already have an extremely small diameter so that their thinning by a jet of hot gas is not necessary. This measure is advantageous because it eliminates the need for the great energy expenditure involved in producing a direct current of hot gas essential to the old method for obtaining fibers having the small diameter desired for insulation by means fiber glass.
les deux procédés exigent que diverses propriétés du verre telles que son point de ramollissement, sa température de liquidus et sa viscosité à la température à laquelle il est chargé sur la filière, aient des limites relativement étroites. Par aillieurs, il importe également que la composition du verre soit choisie de manière que l'on obtienne un produit durable et de haute qualité pour une isolation de verre en fibre. Un problème de longue date est que ces paramètres respectifs liés à la transformation du verre en fibres et aux caractéristiques du verre en fibre obtenu comme produit sont en contradiction.En fait, lorsque la composition de verre est formulée en vue de ltobtention des caractéristiques nécessaires pour une transformation efficace en fibres à l'aide d'une filière rotative, il exis te un compromis en ce qui concerne les caractéristiques nécessaires à l'obtention d'un verre en fibres durable et de bonne qualité et, vice versa, si le verre est formulé en vue de conférer les caractéristiques optimales au verre en fibres obtenu comme produit, il existe un compromis en ce qui concerne l'obtention de ces caractéristiques nécessaires ou souhaitables pour la production de fibres par rotation.Par dessus tout ce qui précède, il y a en outre la condition d'ordre pratique selon laquelle la composition du verre ne doit pas coûter trop cher et ne doit donc pas contenir de grandes quantités, ou ne doit pas du tout contenir, d'ingrédients coateux. Si l'on tient compte en particulier de cette dernière considération, il n'existe qu'un nombre limité de matières premières qui conviennent bien comme ingrédients pour la formulation d'un verre destiné à l'isolation au moyen de verre en fibre, et toutes ces matières ou la plupart d'entre elles ont été utilisées à maintes reprises en différentes associations et en différentes proportions.Celà pourrait hêtre rebutant, si ce n'est en outre que a & e s de petites différences des associations ou des proportions d'ingrédients utilisés peuvent entrainer des différences très importantes dans les propriétés, et souvent de façon imprévisible. Ia solution apportée aux problèmes mentionnés ci-dessus réside dans la découverte de compositions de fibres de verre dans lesquelles l'association d'ingrédients et leurs proportions sont choisies de manière à conférer, de façon peu conteuse, les diverses propriétés désirées tant au produit final qu'à son procédé d'obtention sous forme de fibres par rotation. the two methods require that various properties of the glass such as its softening point, its liquidus temperature and its viscosity at the temperature at which it is loaded on the die, have relatively narrow limits. Furthermore, it is also important that the composition of the glass is chosen so that a durable and high quality product is obtained for fiber glass insulation. A long-standing problem is that these respective parameters linked to the transformation of glass into fibers and to the characteristics of fiber glass obtained as a product are in contradiction. In fact, when the glass composition is formulated with a view to obtaining the characteristics necessary for an efficient transformation into fibers using a rotary die, there is a compromise with regard to the characteristics necessary to obtain a glass of durable and good quality fibers and, vice versa, if the glass is formulated with a view to imparting the optimum characteristics to the fiberglass obtained as a product, there is a compromise with regard to obtaining these characteristics which are necessary or desirable for the production of fibers by rotation. There is also the practical condition that the composition of the glass must not be too expensive and therefore must not contain large quantities, or must not t not contain coaters at all. If the latter consideration is taken into account in particular, there are only a limited number of raw materials which are well suited as ingredients for the formulation of glass intended for insulation by means of fiber glass, and all or most of these materials have been used repeatedly in different associations and in different proportions. This may be off-putting, if only in addition to small differences in associations or proportions of ingredients used can cause very significant differences in properties, and often unpredictably. The solution to the above-mentioned problems lies in the discovery of glass fiber compositions in which the combination of ingredients and their proportions are chosen so as to impart, in a slightly contentless manner, the various properties desired both for the final product than to its process of obtaining in the form of fibers by rotation.
la présente invention propose une composition pour fibres de verre destinée à la production de fibres par rotation. the present invention provides a composition for glass fibers intended for the production of fibers by rotation.
la composition pour fibre de verre de la présente invention contient essentiellement les ingrédients suivants :
plages approximatives,
en poids
Si02 53 à 63 %
Al2O3 3 à 7 %
B2O3 5 à 10 %
Na20 10 à 15,5 %
K20 0 à 2,5 0
CaO 6 à 12 r
MgO 0 à 6 %
BaO 0 à 6 % la composition comprenant en outre 2i'un et7ou l'autre des deux tngré- dients suivants
Li20 jusqu'à environ 2 % en poids
F jusqu'à environ 1,2 % en poids la quantité totale de Na20 et de Li20 n'excédant pas environ 16,4 % en poids, la quantité totale de Na2O, K20 et ll20 n'excédant pas environ 18 % en poids, la quantité totale de CaO, MgO et BaO allant d'environ 8 à environ 18 % en poids, dont au moins environ 60 % consistent en CaO, et la quantité totale de Li2O et de F étant d'au moins environ 0,4 % en poids.the composition for fiberglass of the present invention essentially contains the following ingredients:
approximate ranges,
in weight
Si02 53 to 63%
Al2O3 3 to 7%
B2O3 5 to 10%
Na20 10 to 15.5%
K20 0 to 2.5 0
CaO 6 to 12 r
MgO 0 to 6%
BaO 0 to 6%, the composition further comprising 2 and one or the other of the following two ingredients
Li20 up to about 2% by weight
F up to about 1.2% by weight the total amount of Na20 and Li20 not exceeding about 16.4% by weight, the total amount of Na2O, K20 and 1120 not exceeding about 18% by weight, the total amount of CaO, MgO and BaO ranging from about 8 to about 18% by weight, of which at least about 60% consists of CaO, and the total amount of Li2O and F being at least about 0.4% in weight.
le verre a une température de ramollissement de 621 à 6660C et une température de liquidus de 954 à-991 C. the glass has a softening temperature of 621 to 6660C and a liquidus temperature of 954 to -991 C.
L'isolation de verre en fibre est réalisée en faisant arriver le verre fondu de la composition ci-dessus sur une filière rotative que se trouve de préférence à une température d'environ 1093 à 1149 C. les caractéristiques de viscosité et d'écoulement du verre sont compatibles avec les méthodes de formation de fibres par rotation qui, dans leurs particularités, peuvent varier considérablement, mais le verre est particulièrement avantageux à utiliser dans un procédé par rotation , comme illustré dans le brevet des Etats
Unis d'Amérique N 4 058 386 précité. la composition du verre a en outre les diverses propriétés nécessaires à la réalisation d'une excellente isolation durable par du verre en fibre, qui résiste à la détérioration par liteau, comme celà se rencontre par exemple dans des atmosphères très humides qui existent dans des installations de stockage.Fiber glass insulation is carried out by making the molten glass of the above composition arrive on a rotary die which is preferably found at a temperature of about 1093 to 1149 C. the viscosity and flow characteristics of the glass are compatible with the methods of forming fibers by rotation which, in their particularities, can vary considerably, but glass is particularly advantageous to use in a process by rotation, as illustrated in the patent of the States
United States of America No. 4,058,386 cited above. the composition of the glass has moreover the various properties necessary for the achievement of an excellent durable insulation by fiber glass, which resists deterioration by batten, as that meets for example in very humid atmospheres which exist in installations of storage.
La préparation de la charge et la fusion du verre peuvent être effectuées par des techniques classiques et dans l'appareillage classique déjà en usage courant et bien connu de l'homme de l'art. De mêmes les ingrédients bruts précis utilisés et leurs grosseurs de particules peuvent correspondre à l'usage classique (bien qu'en associations différentes et dans des rapports différents) pour apporter les ingrédients indiqués de la composition de verre.Par exemple, tous les oxydes précisés de la composition de verre peuvent être ajoutés tels quels dans la formulation de la charge, et le fluor peut être ajouté sous la forme du fluorure, généralement et avantageu
sement sous la forme de fluorure de calcium. la composition du verre tolère normalement les impuretés habituelles résultant de l'utilisation des matières premières classiques peu coûteuses. -ar exemple, les compositions peuvent renfermer et renferment en général de petites quantités de Fe2O3, jusqu'à environ 0,1 % ou même un peu plus, et SO3 en quantités similaires, mais en général un peu plus faibles.The preparation of the charge and the melting of the glass can be carried out by conventional techniques and in conventional apparatus already in common use and well known to those skilled in the art. Likewise, the precise raw ingredients used and their particle sizes can correspond to conventional use (although in different combinations and in different ratios) to provide the indicated ingredients of the glass composition. For example, all the specified oxides glass composition can be added as is in the filler formulation, and fluorine can be added as fluoride, generally and advantageously
in the form of calcium fluoride. the composition of the glass normally tolerates the usual impurities resulting from the use of inexpensive conventional raw materials. for example, the compositions can contain and generally contain small amounts of Fe2O3, up to about 0.1% or even a little more, and SO3 in similar amounts, but in general a little lower.
D'une façon générale, la silice, 1'alwaine, l'oxyde borique , l'oxyde de sodium et l'oxyde de calcium de la composition de verre de la présente invention sont les ingrédients de base de formation du verre, donnant un verre du type alumino-boro-silicate alcalin et alcalino-terreux.Une particularité primordiale de la smposition de verre est la proportion en laquelle elle contient ces ingrédients, qui offre un ensemble de propriétés désirables, en association avec la présence, en la quantité précisée, de fluor ou d'oxyde de lithium ou des deux, ce Rui corrige les défauts des proportions des ingrédients de base mentionnés ci-dessus en offrant l'autre ensemble de propriétés dé sirablea. Plus particulièrement, la composition de verre a une teneur en oxyde de sodium relativement faible comparativement aux différents verres utilisés à l'heure actuelle pour l'isolation de verre en fibres produites par rotation.Etant donné que l'oxyde de sodium est désavantageux du point de vue de lådurabilité des fibres parce qu'il accroît la sensibilité de la fibre à l'absorption d'eau, avec la dégradation qui en résulte, la teneur en oxyde de sodium relativement faible per aet d'améliorer lesxpropriétés de l'isolation de verre en fibre comparativement à une isolation formée de verre à plus forte teneur en oxyde de sodium. Toutefois, puisque l'oxyde de sodium est un fondant très actif et qutil sert donc à abaisser la viscosité du verre fondu, la teneur relativement faible en oxyde de sodium est en elle-même désavantageuse en ce qui concerne ces propriétés-désirées pour la formation de fibres par. rotation.D'autres parmi les ingrédients corrigent ces i insuffisance En particulier, la composition renferme du fluor en une quantité s'élevant à 1,2 % ou de l'oxyde de lithium en une quantité atteignant 2 %, ou un mélange des deux. L'un ou l'autre de ces ingrédients,ou l'ensemble des deux,ameliore grandement la fluidité du verre fonndu aux temperatures de formation te la fibre en apportant ainsi, conjointement avec les autres ingrédients, les propriétés désirées pour la facilité de la formation des fibres. A tous les. Foints de vue autres que le prix de revient, l'association des deux ingrédients est préconisée et, à cause des considérations concernant le coût, lorsqu'on utilise un seul des deux ingrédients, on donne la préférence au fluor.Lorsqu'on utilise le fluor, notamment sans inclusion additionnelle d'oxyde de lithium, il doit être présent en une quantité d'au moins 0,4 '/c en poids, attendu que des quantités plus faibles n'éleveraient pas suffisamment la fluidité du verre fondu, aux températures de travail désirées, pour compenser suffisamment l'insuffisance de fluidité résultant de la teneur relativement faible en oxyde de sodium. Generally, the silica, alwaine, boric oxide, sodium oxide and calcium oxide of the glass composition of the present invention are the basic glass forming ingredients, giving a glass of the alkaline and alkaline earth alumino-borosilicate type. A primary characteristic of the glass composition is the proportion in which it contains these ingredients, which offers a set of desirable properties, in association with the presence, in the quantity specified. , fluorine or lithium oxide or both, this Rui corrects the defects in the proportions of the basic ingredients mentioned above by offering the other set of desirable properties. More particularly, the glass composition has a relatively low sodium oxide content compared to the various glasses currently used for the insulation of glass in fibers produced by rotation. Since sodium oxide is disadvantageous from the point of view in view of the durability of the fibers because it increases the sensitivity of the fiber to water absorption, with the resulting degradation, the relatively low sodium oxide content per aet to improve the properties of the insulation fiber glass compared to an insulation formed from glass with a higher sodium oxide content. However, since sodium oxide is a very active flux and therefore serves to lower the viscosity of molten glass, the relatively low content of sodium oxide is in itself disadvantageous with regard to these properties-desired for formation of fibers per. Other ingredients correct these deficiencies i In particular, the composition contains fluorine in an amount amounting to 1.2% or lithium oxide in an amount reaching 2%, or a mixture of the two . Either or both of these ingredients greatly improves the fluidity of the glass formed at the forming temperatures of the fiber thereby providing, together with the other ingredients, the desired properties for ease of fiber formation. To all. Other than cost, the combination of the two ingredients is recommended and, due to cost considerations, when using only one of the two ingredients, preference is given to fluorine. fluorine, in particular without additional inclusion of lithium oxide, it must be present in an amount of at least 0.4 '/ c by weight, since lower amounts would not sufficiently increase the fluidity of the molten glass, desired working temperatures to sufficiently compensate for the insufficient fluidity resulting from the relatively low sodium oxide content.
Une teneur en fluor supérieure à environ 1,2 fo n'apporterait aucun avantage, mais serait au contraire désavantageuse à plusieurs points de vue, tels que la protection de l'environnement, la disponibilité limitée des matières premières et le prix de revient. Lorsqufon utilise l'oxyde de lithium, notamment sans inclusion additionnelle de fluor, la quantité d'oxyde de lithium que l'on utilise doit être d'au moins environ 0,4 %, attendu qu'une quantité plus faible ne permettrait pas d'accroître la fluidité autant que cela est désirable pour compenser la baisse de fluidité résultant de la faible teneur en oxyde de sodium.A fluorine content greater than about 1.2% would not bring any advantage, but would on the contrary be disadvantageous from several points of view, such as environmental protection, limited availability of raw materials and cost price. When using lithium oxide, in particular without additional inclusion of fluorine, the quantity of lithium oxide that is used must be at least about 0.4%, since a lower quantity would not allow increase the fluidity as much as is desirable to compensate for the decrease in fluidity resulting from the low sodium oxide content.
Une quantité supérieure à environ 2 % n'offrirait non seulement aucun avantage, mais serait désavantageuse d'une part à cause du prix de revient et, de l'autre, à à cause de sa tendance à affaiblir la résistance du verre en fibre à la détérioration par l'eau. Lorsqu'on utilise une association entre oxyde de lithium et fluor, la quantité totale des deux doit être d'au moins environ 0,4 % et notamment d'au moins environ 1,6 %, la teneur en oxyde de lithium étant au moins égale à environ 1 % et la teneur en fluor étant d'au moins environ 0,6 %. An amount greater than about 2% would not only offer no advantage, but would be disadvantageous on the one hand because of the cost price and, on the other hand, because of its tendency to weaken the resistance of fiber glass to deterioration by water. When a combination of lithium oxide and fluorine is used, the total amount of the two must be at least about 0.4% and in particular at least about 1.6%, the content of lithium oxide being at least equal to about 1% and the fluorine content being at least about 0.6%.
En outre, conformément à l'invention, la composition de verre peut renfermer un oxyde de métal alcalino-terreux en plus de l'oxyde de calcium, l'un ou l'autre ou une association de l'oxyde de magnésium et de l'oxyde de baryum en une quantité, ou en une quantite totale si l'on utilise les deux, n'excédant pas environ 6 %0 en poids. Furthermore, in accordance with the invention, the glass composition may contain an alkaline earth metal oxide in addition to calcium oxide, either or both or a combination of magnesium oxide and barium oxide in an amount, or a total amount if both are used, not exceeding about 6% by weight.
Il est souhaitable que l'oxyde de magnésium ou l'oxyde de baryum ou ensemble des deux soit présent en une quantité d'environ 4 à 6 % et que l'oxyde de calcium soit prisent en c,uantité d'environ 7,5 à environ 9,5 %. Toutefois, comme le montrent clairement les formulations précisées ci-dessus, ni la teneur en oxyde de magnésium ni la teneur en oxyde de baryum ne doit dépasser 6 ,s, et les quantités totales d'oxyde de calcium et d'oxyde de magnésium et/ou d'oxyde de baryum doivent aller d'environ e à 18 ça en poids et de préférence d'environ 11,5 à 15,5 %, dont au moins environ 60 f0 en poids consistent en oxyde de calcium.L'oxyde de calcium, en une quantité comprise dans les limites précisées, améliore la fluidité du verre fondu en facilitant la formation de fibres et améliore également la durabilité du verre en fibre obtenu comme produit. L'oxyde de magnésium ou l'oxyde de baryum, ou une association des deux, en quantités comprises dans les limites précisées, complète l'oxyde de calcium sous ces rapports en offrant encore une amélioration. Toutefois, si les limites supérieures précisées pour 2'oxyde de magnésium ou l'oxyde de calcium, ou la limite supérieure pour l'association des deux, étaient dépassées, il pourrait y avoir une élévation importante de la température du liquidus de la composition, qui altérerait ainsi l'ensemble de caractéristiques nécessaire à la formation de fibres par rotation.Si la teneur en oxyde de calcium ou le total des oxydes de métaux alcalino-terreux présents était inférieur à 8 %0, les avantages indiqués ci-dessus ne seraient pas acquis dans leur totalité, et ceci sans aucun avantage compensateur.It is desirable that magnesium oxide or barium oxide or a combination of both is present in an amount of about 4 to 6% and that calcium oxide is present in an amount of about 7.5 at about 9.5%. However, as the formulations specified above clearly show, neither the magnesium oxide content nor the barium oxide content should exceed 6, s, and the total amounts of calcium oxide and magnesium oxide and / or barium oxide must range from approximately e to 18% by weight and preferably from approximately 11.5 to 15.5%, of which at least approximately 60% by weight consists of calcium oxide. of calcium, in an amount within the specified limits, improves the fluidity of the molten glass by facilitating the formation of fibers and also improves the durability of the fiber glass obtained as a product. Magnesium oxide or barium oxide, or a combination of the two, in amounts within the specified limits, supplements calcium oxide in these respects by offering yet another improvement. However, if the upper limits specified for magnesium oxide or calcium oxide, or the upper limit for the combination of the two, were exceeded, there could be a significant rise in the liquidus temperature of the composition, which would thus alter the set of characteristics necessary for the formation of fibers by rotation. If the content of calcium oxide or the total of the alkaline earth metal oxides present was less than 8% 0, the advantages indicated above would not be not acquired in their entirety, and this without any compensatory advantage.
En outre, conformément à l'invention, il est préconisé d'inclure comme autre ingrédient de l'oxyde de potassium en une quantité allant jusqu'à environ 2,5 % en poids et, mieux encore, en une quantité donnant un rapport de l'oxyde de sodium à l'oxyde de potassium d'au moins environ 7 : 1. ra présence de 1'oxyde de potassium permet l'existence d'une teneur mixte en oxydes de métaux alcalins, c'est-àdire en oxyde de sodium et en oxyde de potassium, qui améliore la fluidité et par conséquent facilite la formation de fibres de verre sans altérer les propriétés désirées du verre en fibre obtenu comme produit. En matière d'amélioration des propriétés de formation de fibres, une association d'oxyde de lithium et itoyyde de potassium est souhaitable par la légère amélioration qu'elle apporte, en donnant ainsi une teneur mixte en métaux alcalins sous forme d'oxyde de sodium, d'oxyde de potassium et d'oxyde de lithium. Toutefois, comme le montre clairement la formulation de verre indiquée ci-dessus, la teneur totale en oxydes de métaux alcalins ne doit pas dépasser environ 18 0 en poids et la teneur totale en oxyde de spdium plus tout oxyde de lithium inclus ne doit pas excéder environ 16,4 % en poids.Cela signifie que si de l'oxyde de lithium est inclus, la limite supérieure admissible précisée ci-dessus en ce qui concerne la teneur en oxyde de sodium doit être abaissée d'une quantité égale à la quantité d'oxyde de lithium au-delà de 0,9 %. Si la teneur totale en oxyde de sodium et oxyde de lithium dépassait environ 16,4 % ou si la teneur totale en les trois oxydes de métaux alcalino-terreux dépassait environ 18 30, un effet désavantageux serait exercé sur les caractéristiques de durabilité du verre en fibre obtenu comme produit, ce qui est non seulement indésirable mais également inutile, attendu que les compositions du verre dans les limites précisées offrent de larges caractéristiques de viscosité et de fluidité qui les rendent excellentes pour la production de fibres par rotation.Comme le montre à l'évidence ce qui a été indiqué ci-dessus, même lorsque de l'oxyde de lithium est inclus, il est encore souhaitable d'incorporer du fluor en une quantité comprise dans les limites précisées et si, par exemple, sur la base du coat, un choix doit Outre fait entre les deux, le fluor constitue le choix le meilleur. Furthermore, in accordance with the invention, it is recommended to include as another ingredient potassium oxide in an amount of up to about 2.5% by weight and, better still, in an amount giving a ratio of sodium oxide to potassium oxide of at least about 7: 1. ra presence of potassium oxide allows the existence of a mixed content of alkali metal oxides, that is to say oxide of sodium and potassium oxide, which improves the fluidity and therefore facilitates the formation of glass fibers without altering the desired properties of the fiber glass obtained as a product. In terms of improving the fiber-forming properties, a combination of lithium oxide and potassium oxide is desirable by the slight improvement which it brings, thus giving a mixed content of alkali metals in the form of sodium oxide. , potassium oxide and lithium oxide. However, as the above glass formulation clearly shows, the total content of alkali metal oxides should not exceed about 180% by weight and the total content of spdium oxide plus any included lithium oxide should not exceed about 16.4% by weight. This means that if lithium oxide is included, the upper allowable limit specified above with regard to the content of sodium oxide must be lowered by an amount equal to the amount lithium oxide above 0.9%. If the total content of sodium oxide and lithium oxide exceeds about 16.4% or if the total content of the three oxides of alkaline earth metal exceeds about 18 30, a disadvantageous effect would be exerted on the durability characteristics of the glass in fiber obtained as a product, which is not only undesirable but also unnecessary, since the compositions of glass within the specified limits offer broad viscosity and fluidity characteristics which make them excellent for the production of fibers by rotation. Obviously what has been stated above, even when lithium oxide is included, it is still desirable to incorporate fluorine in an amount within the specified limits and if, for example, based on the coat, a choice must Besides made between the two, fluorine constitutes the best choice.
Dans la composition indiquée, l'oxyde borique améliore la durabilité du verre en fibre et, du fait qu'il s'agit d'un fondant, il améliore aussi les caractéristiques de viscosité du verre fondu. Ces avantages sont acquis de la meilleure façon en utilisant une teneur en oxyde borique d'au moins environ 5 7. L'utilisation de plus d'environ 10,' d'oxyde borique n'apporterait aucun avantage suffisant pour compenser l'élévation du coût qui en résulte. In the composition indicated, boric oxide improves the durability of the fiberglass and, since it is a flux, it also improves the viscosity characteristics of the molten glass. These advantages are best gained by using a boric oxide content of at least about 5%. The use of more than about 10% of boric oxide would not provide any advantage sufficient to compensate for the increase in resulting cost.
La teneur en oxyde d'aluminium ne doit jamais être en-dessous de la limite inférieure spécifiée d'environ 3 %, attendu qu'il en faut au moins 3 % pour empocher la dévitrification et pour maintenir la température de liquidus suffisamment basse pour la formation de fibres par rotation, c'est-à-dire au-dessous d'environ 99t OC. The aluminum oxide content should never be below the specified lower limit of approximately 3%, since at least 3% is required to pocket the devitrification and to keep the liquidus temperature low enough for the fiber formation by rotation, i.e. below about 99t OC.
la limite supérieure précisée en ce qui concerne la teneur en oxyde d'aluminium et les limites supérieure et inférieure précisées en ce qui concerne la teneur en silice sont les valeurs considérées comme nécessaires pour conférer un ensemble optimal de propriétés désirées, compte tenu des limites supérieures et inférieures prescrites pour tous les autres ingredients. the upper limit specified for the aluminum oxide content and the upper and lower limits specified for the silica content are the values considered necessary to provide an optimal set of desired properties, taking into account the upper limits and below prescribed for all other ingredients.
Pour obtenir le meilleur ensemble de propriétés tant pour le verre en fibre obtenu corme produit que pour sa production, et toujours à un prix de revient relativement bas, il est préconisé que les compositions de verre ne contiennent pas d'ingrédients autres que ceux qui ont été mentionnés, excepté ceux qui apparaissent en petites quantités, comme les impuretés mentionnées ci-dessus ou d'autres impuretés. Toutefois, il est envisagé, conformément à l'invention considérée à son sens le plus large, d'inclure de petites quantités d'un ou plusieurs autres ingrédients pour améliorer davantage une ou plusieurs des prppriétés sans affecter notablement les autres.Cela a pour inconvénient le prix de ces autres ingrédients qui vient s'ajouter, l'amélioration qui peut être obtenue n'étant en général réellement pas nécessaire ou suffisamment importante pour justifier l'élévation du prlr de revient -- et ceci du fait que les compositions de verre de l'invention, sans l'inclusion de ces autres ingrédients, permettent d'obtenir ensemble des diverses propriétés souhaitées, dans la mesure désire tant pour le produit final que pour sa production.Des exemples de ces autres ingrédients qui pourraient être inclus comprennent l'oxyde de zinc, l'oxyde de titane et/ou l'oxyde de zirconium, l'un quelconque ou la totalité de ces ingrédients, lorsqu'on les utilise en une quantité ou en une quantité totale atteignant environ 2 %, pouvant permettre d'améliorer davantage la durabilité des fibres. Toutefois, tous sont codteux. To obtain the best set of properties both for the fiber glass obtained as a product and for its production, and always at a relatively low cost price, it is recommended that the glass compositions contain no ingredients other than those which have have been mentioned, except those which appear in small quantities, such as the above mentioned impurities or other impurities. However, it is envisaged, in accordance with the invention considered in its broadest sense, to include small amounts of one or more other ingredients to further improve one or more of the properties without significantly affecting the others. This has the disadvantage the price of these other ingredients which is added, the improvement which can be obtained is generally really not necessary or significant enough to justify the increase in the cost price - and this because of the glass compositions of the invention, without the inclusion of these other ingredients, make it possible to obtain together various desired properties, to the extent desired both for the final product and for its production. Examples of these other ingredients which could be included include: zinc oxide, titanium oxide and / or zirconium oxide, any or all of these ingredients, when used in an amount or a total amount attained about 2%, which can further improve the durability of the fibers. However, all of them are coders.
Les compositions de verre de la présente invention peuvent encore être caractérisées en ce qu'elles ont un point de ramollissement allant d'environ 621 à 666 OC, une température de liquidus allant d;environ 954 à environ 991 OC, une viscosité allant de 120 à 25 Pa.s à des températures de 982 à 1121 OC et une masse volumique d'environ 2,50 à 2,60 g/cm3. Ces propriétés et les diverses autres conviennent bien à la production de fibres de verre par rotation.Dans la production de fibres de verre par rotation, le verre fondu tel qu'on le fait arriver sur la filière rotative doit se trouver de préférence à une température d'environ 1093 à 1149 C. Le point de ramollissement relativepient bas de l'ordre de 649 "C offre une large plage de travail dans laquelle le verre peut être transformé en fibres et aminci. Dans tous les cas, la filière rotative a la configuration d'ensemble indiquée dans ce qui précèdeet connue dans l'art antérieur, la configuration précise de la filière et les autres paramètres tels que la vitesse de rotation, dépendant du mode précis de rotation utilisé, comme indiqué cependant dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique :o 4 058 86 précité. The glass compositions of the present invention can further be characterized in that they have a softening point ranging from about 621 to 666 OC, a liquidus temperature ranging from about 954 to about 991 OC, a viscosity ranging from 120 at 25 Pa.s at temperatures from 982 to 1121 OC and a density of approximately 2.50 to 2.60 g / cm3. These properties and the various others are well suited for the production of glass fibers by rotation. In the production of glass fibers by rotation, the molten glass as it arrives on the rotary die should preferably be at a temperature from around 1093 to 1149 C. The low relative softening point on the order of 649 "C offers a wide working range in which the glass can be transformed into fibers and thinned. In all cases, the rotary die has the overall configuration indicated in the above and known in the prior art, the precise configuration of the die and the other parameters such as the speed of rotation, depending on the precise mode of rotation used, as indicated however in the patent of the United States. United States of America: 4,058 86 cited above.
Le tableau I suivant indique plusieurs exemples particuliers de compositions de verre selon l'invention. Les quantités de chaque composant sont indiquées par le pourcentage en poids. Table I below indicates several specific examples of glass compositions according to the invention. The amounts of each component are indicated by the percentage by weight.
TABLEAU I
Echantillon de verre Composant A 3 C D E F G H
SiO2 57,0 58,0 57,8 58,0 57,5 58,0 58,2 57,6
Al2O3 5,2 4,4 5,2 5,1 5,0 4,5 3,5 5,2
B2O3 7,7 6,5 7,6 8,0 8,3 8,7 8,5 8,5
Na2O 14,0 14,6 15,2 14,3 14,7 14,3 14,7 14,6
K20 1,8 0,8 1,1 1,0 1,1 0,8 0,7 1,2
CaO 9,0 8,5 7,9 8,0 8,1 8,5 9,0 8,0
MgO 4,7 4,6 4,3 4,4 4,3 4,7 4,3 4,2 F 0,6 0,6 1,0 0,9 0,9 0,5 0,8 1,1
Li2O - 1,8 - - - - - -
Point de ramollis
sement,
C 663,3 622,2 661,1 663,3 657,8 662,8 662,2 655
Tempéra
ture de
liquidus,
C 985 954,4 976,7 982,2 976,7 982,2 960 *
Durabilité
dans l'eau
(perte de
poids, %) 2,1 2,7 1,7 2,3 2,4 * * *
Densité 2,571 2,578 2,558 2,556 2,559 2,561 2,566 2,560
* les essais en question n'ont pas été effectués sur ces échantillons
particuliers.TABLE I
Glass sample Component A 3 CDEFGH
SiO2 57.0 58.0 57.8 58.0 57.5 58.0 58.2 57.6
Al2O3 5.2 4.4 5.2 5.1 5.0 4.5 3.5 3.5 5.2
B2O3 7.7 6.5 7.6 8.0 8.3 8.7 8.5 8.5
Na2O 14.0 14.6 15.2 14.3 14.7 14.3 14.7 14.6
K20 1.8 0.8 1.1 1.0 1.1 0.8 0.7 1.2
CaO 9.0 8.5 7.9 8.0 8.1 8.5 9.0 8.0
MgO 4.7 4.6 4.3 4.4 4.3 4.7 4.3 4.2 F 0.6 0.6 1.0 0.9 0.9 0.5 0.8 1.1
Li2O - 1.8 - - - - - -
Softened point
surely,
C 663.3 622.2 661.1 663.3 657.8 662.8 662.2 655
Tempera
ture of
liquidus,
C 985 954.4 976.7 982.2 976.7 982.2 960 *
Durability
in water
(loss of
weight,%) 2.1 2.7 1.7 2.3 2.4 * * *
Density 2,571 2,578 2,558 2,556 2,559 2,561 2,566 2,560
* the tests in question were not carried out on these samples
individuals.
L'essai de dégradation dans l'eau a été conduit en faisant bouillir pendant une heure 100 ml d'eau contenant 1 g d'échantillon. L'échantillon est séché, pese et le pourcentage de perte de poids-est ensuite calculé. les valeurs indiquées ci-dessus représentent la moyenne de trois échantillonnages individuels. Bien que chacun des exemples particuliers décrits ci-dessus utilise l'oxyde de magnésium, il y a lieu de remarquer qu'une partie ou la totalité de l'oxyde de magnésium peut être remplacée par l'oxyde de baryum, comme indique ci-dessus. The degradation test in water was carried out by boiling for one hour 100 ml of water containing 1 g of sample. The sample is dried, weighed and the percentage of weight loss is then calculated. the values given above represent the average of three individual samples. Although each of the particular examples described above uses magnesium oxide, it should be noted that some or all of the magnesium oxide can be replaced by barium oxide, as indicated above. above.
D'après les résultats indiqués ci-dessus en ce qui concerne les essais de durabilité portant sur l'isolation de verre en fibre rd;alisée à partir des compositions particulières indiquées, on peut voir que les caractéristiques de durabilité des compositions de verre en fibre sont excellentes, et ceci sans l'inclusion d'ingrédients cdQteux ajoutés en vue d'améliorer la durabilité. From the results indicated above with regard to the durability tests relating to the insulation of rd fiber glass; made from the particular compositions indicated, it can be seen that the durability characteristics of the fiber glass compositions are excellent without the inclusion of cdQteux ingredients added to improve durability.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre It goes without saying that the present invention has only been described for explanatory purposes, but in no way limiting, and that numerous modifications can be made without departing from its scope.
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