JPH08511763A - ミネラル・ファイバー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 以下の構成成分（重量％）から成ることを特徴とする生物学的に分解可能なミネラル・ファイバー（鉱物繊維：mineral-fiber）組成物：

Description

【発明の詳細な説明】 ミネラル・ファイバー組成物 本発明は、生物学的に分解可能な鉱物繊維（ミネラル・ファイバー：mineral- fiber）組成物に関するものである。 先行技術には、生物学的に分解可能だと言われているミネラル・ファイバー組 成物のあることが説明されている。 ミネラル・ファイバー組成物における生物学的な分解可能性は非常に重要であ り、その理由は、様々な研究が３ミクロン以下の範囲における極小径を有するミ ネラル・ファイバーは、発癌性を有すると見られていると指摘されているからで あるが、そのような径を有するミネラル・ファイバーでも生物学的に分解可能な ものは発癌性を全く示さない。 しかしながら、ミネラル・ファイバー組成物はまた、小さな直径を有するミネ ラル・ウールを得るための公知方法、特にジェットプロセスによって加工するこ とが簡単にできなければならない。このことは特に例えば８０℃の範囲において 充分な加工域を有し、かつガラス融解の適正な粘性を満たすことを意味する。 更に、ミネラル・ファイバーまたはこれから製造される製品の物理的および熱 的特性は非常に重要である。例えば、ミネラル・ファイバーは断熱を目的として 広範囲に使用される。特に工業分野における用途のためにはミネラル・ファイバ ーの充分な温度耐性が不可欠である。 本発明は、生物学的に分解可能であることを特徴とし、優れた温度耐性を有す るとともに加工が容易な新規のミネラル・ファイバー組成物を提供することを課 題とするものである。 本発明は、この課題が実質的には二酸化ケイ素およびアルカリ土類金属の酸化 物から成り、更にまた溶融促進剤として酸化ナトリウム及び／または酸化カリウ ムを含有するとともに温度耐性を増大させるために相当量の酸化アルミニウムを 含有するミネラル・ファイバー組成物によって解決されることを見い出したこと に基づいている。 そのようなミネラル・ファイバー組成物は、必要特性のいくつか、即ち生物学 的な分解可能性、工業的断熱材料として充分な温度耐性、及びミネラル・ウール とその製品を製造するための優れた加工性を合わせて満たすものであることが確 認できた。これは同時に失透現象への溶融上位温度が、好ましくは１３００℃以 下であることを意味する。平均的なファイバー直径は、好ましくは１０ミクロン またはそれ以下で、特に２．５〜５ミクロンの範囲である。 本発明の目的物は生物学的に分解可能であり、以下の構成成分（重量％）によ って特徴づけられるミネラル・ファイバー組成物である。 ＳｉＯ₂ ４０以上５２未満 Ａｌ₂Ｏ₃ ４未満 ＣａＯ ２５を越え４５以下 ＭｇＯ ５以上１５以下 ＢａＯ ０以上 ７以下 Ｎａ₂Ｏ ２以上１２以下 Ｋ₂Ｏ ０以上１０以下 Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２以上１５以下 ＴｉＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ ０以上 ５以下 本発明のミネラル・ファイバー組成物は、特にジェットプロセスによって延伸 することが容易であり、細く（fine）、かつ節の小さい（low-slug）ミネラル・ ウールを得ることができる。 本発明のミネラル・ファイバーは、少なくとも７３０℃の高い温度耐性を有す る。 本発明のミネラル・ファイバーは高い生物学的分解可能性を示す。 酸化ナトリウム及び／または酸化カリウムの添加によって溶融点が低くなり、 それによって溶融工程における加工性が向上する。更に、ミネラル・ウール組成 物がナトリウムを含む場合、廃棄ガラスの３５％以下の範囲まで添加して利用す ることができる利点がある。 本発明のミネラル・ファイバー組成物は、好ましくは化石燃料、特に天然ガス により稼動する溶融チャンバーにて１３５０〜１４５０℃の溶融温度で溶融され 得る。このような溶融チャンバーは均質の溶融物を製造することができるもので 、一定の製品の品質を得るための前提条件である。ガラス溶融物の均質性はまた ファイバー形成工程の再生産性を可能にし、熱的かつ物理的な製品特性を促進す る。 特に酸化アルミニウムを添加するとミネラル・ウールの温度耐性がさらに向上 する。 本発明のミネラル・ファイバー組成物は、好ましくは以下の構成成分（重量％ ）を有する。 ＳｉＯ₂ ４０以上５１．５以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２以上 ４未満 ＣａＯ ２５．５以上４０以下 ＭｇＯ ８以上１５以下 ＢａＯ ０以上 ５以下 Ｎａ₂Ｏ ３以上 ８以下 Ｋ₂Ｏ ２以上１０以下 Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ５以上１０以下 ＴｉＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ ０以上 ３以下 酸化ケイ素を４０〜５５重量％の範囲で含有させるのが特に好ましい。 アルカリ酸化物に関しては、５〜８重量％の範囲が特に好ましい。酸化アルミ ニウムは好ましくは３〜４重量％の間の量で含有させることができる。 酸化バリウムは、酸化カルシウムまたは酸化マグネシウムの代わりに用いられ るが、７重量％未満まで、好ましくは５重量％未満まで、特に０．５〜３重量％ の範囲含有させることができる。 酸化ナトリウムは好ましくは２重量％以上の量で含有させることができる。 酸化アルミニウム含有量もまた１〜２重量％の間であり、１．５重量％が特に 好ましい。 鉄分含有量は、好ましくは０．５〜２．５重量％である。 生物学的な分解能を検査するためにドイツガラス協会（German Glass Society ）のスタンダード・パウダーテストが用いられた。これは簡易な処理法で、３７ ℃で流動状態にした疑似生理的肺を用いたときの生物学的な分解能の充分な測定 ができるものである。この方法はＬ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ著『ガラス工業用研究記 録』（第３版、１９５０、Ｈａｌｌｅ／ｓ： Ｗ．Ｋｎａｐｐ出版社）の中に記 載されている。 ミネラル・ファイバーの温度特性は”スウェーデン法”によって測定された。 この方法においてはスリットチューブ炉が３５０ｍｍ長さでかつ内径２７ｍｍの 両端が開状態の水平作動チューブとともに使用される。炉の中央にはテストサン プルを保持するための小さなセラミック支持板（３０×２０×３ｍｍ）が置かれ ている。このテストサンプルは１２×１２×１２ｍｍの寸法または直径１２×高 さ１２ｍｍを有する。かさ密度（bulk density）は通常１００ｋｇ／ｍ²である 。温度上昇は５Ｋ／ｍｉｎである。テストサンプルの高さは読み取り光学素子で 連続的に測定される。 以下，実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。 実施例１ ミネラル・ウールを以下の組成（重量％）で製造した。 ＳｉＯ₂ ５１ Ａｌ₂Ｏ₃ ３ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．３ ＣａＯ ３１ ＭｇＯ １０ Ｎａ₂Ｏ ５ Ｋ₂Ｏ ０．１ この組成物はジェットプロセスにより１３００〜１４００℃の間の延伸温度で 、２．０〜１０ミクロンの平均直径を有するミネラル・ファイバーに良好に加工 することができた。 前記German Glass Societyのスタンダード・パウダーテストによる検査では、 ４０ｍｇ／ｋｇ値と、高い生物学的分解可能値をもたらした。 スウェーデン法による温度特性の測定では、７３５℃において５％の減少量で 温度耐性を生じた。これは図面の中で実施例として示されている対応図面の中に 明確に認めることができる。 実施例２ ミネラル・ウールを以下の組成（重量％）で製造した。 ＳｉＯ₂ ４６．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ３．５ ＣａＯ ３５ Ｍｇｏ １０ Ｎａ₂Ｏ ５ この組成物もまたジェットプロセスにより１３００〜１４００℃の間の延伸温 度で、２．０〜１０ミクロンの平均直径を有するミネラル・ファイバーに良好に 加工することができた。 前記German Glass Societyのスタンダード・パウダーテストによる検査では、 ３５ｍｇ／ｋｇ値と、高い生物学的分解可能値をもたらした。 スウェーデン法による温度特性の測定では、８００℃の高さにおいて５％の減 少量で温度耐性をもたらした。 本実施例では高い酸化アルミニウム含有物を有するガラスが優れた温度耐性を もつことを示しており、これがまた製品の耐火性を示す尺度となる。 実施例３ ミネラル・ウールを以下の組成（重量％）で製造した。 ＳｉＯ₂ ５０ Ａｌ₂Ｏ₃ ２．８ Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．９ ＣａＯ ２５．６ ＭｇＯ ９．７ Ｎａ₂Ｏ ４．９ Ｋ₂Ｏ １．０ ＢａＯ ４．９ 本組成物はジェットプロセスにより１３００〜１４００℃の間の延伸温度で、 ２．５〜１０ミクロンの平均直径を有するミネラル・ファイバーに良好に加工す ることができた。 実施例４ ミネラル・ウールを以下の組成（重量％）で製造した。 ＳｉＯ₂ ５１ Ａｌ₂Ｏ₃ ２．６ Ｆｅ₂Ｏ₃ １．１ ＣａＯ ２７．９ ＭｇＯ １０．４ Ｎａ₂Ｏ ３．２ Ｋ₂Ｏ ０．６ ＢａＯ ３．１ 本組成物はジェットプロセスにより１３００〜１４００℃の間の延伸温度で、 ２．５〜１０ミクロンの平均直径を有するミネラル・ファイバーに良好に加工す ることができた。 実施例５ ミネラル・ウールを以下の組成（重量％）で製造した。 ＳｉＯ₂ ５０．９ Ａｌ₂Ｏ₃ ２．６ Ｆｅ₂Ｏ₃ １．１ ＣａＯ ３０ ＭｇＯ １０．４ Ｎａ₂Ｏ ２．２ Ｋ₂Ｏ １．６ ＢａＯ １．１ 本組成物はジェットプロセスにより１３００〜１４００℃の間の延伸温度で、 ２．５〜１０ミクロンの平均直径を有するミネラル・ファイバーに良好に加工す ることができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＦＩ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＳＩ，ＳＫ，ＵＳ (72)発明者 シュヴァップ，ヴォルフガンク ドイツ国 68723 プランクシュタット シェーノウエル シュトラッセ 25 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．生物学的に分解可能であって以下の構成成分（重量％）から成ることを特徴 とするミネラル・ファイバー（鉱物繊維：mineral-fiber）組成物。 ＳｉＯ₂ ４０以上５２未満 Ａｌ₂Ｏ₃ ４未満 ＣａＯ ２５を越え４５以下 ＭｇＯ ５以上１５以下 ＢａＯ ０以上 ７以下 Ｎａ₂Ｏ ２以上１２以下 Ｋ₂Ｏ ０以上１０以下 Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２以上１５以下 ＴｉＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ ０以上 ５以下 ２．以下の構成成分から成ることを特徴とする請求項１に記載のミネラル・ファ イバー組成物。 ＳｉＯ₂ ４０以上５１．５以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２以上 ４未満 ＣａＯ ２５．５以上４０以下 ＭｇＯ ８以上１５以下 ＢａＯ ０以上 ５以下 Ｎａ₂Ｏ ３以上 ８以下 Ｋ₂Ｏ ２以上１０以下 Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ５以上１０以下 ＴｉＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＭｎＯ ０以上 ３以下 ３．アルカリ酸化物が５〜８重量％の量で含まれることを特徴とする請求項１ま たは２に記載のミネラル・ファイバー組成物。 ４．酸化アルミニウムが３〜４重量％の含有量で存在することを特徴とする請求 項１〜３のいずれかに記載のミネラル・ファイバー組成物。 ５．鉄分含有量が０．５〜２．５重量％であることを特徴とする請求項１〜４の いずれかに記載のミネラル・ファイバー組成物。 ６．酸化バリウム含有量が０．５〜４重量％であることを特徴とする請求項１〜 ５のいずれかに記載のミネラル・ファイバー組成物。