KR101131155B1 - 광물면 조성물 - Google Patents

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쌩-고벵 이조베르
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Abstract

본 발명은 광물면에 관한 것으로, 상기 광물면은 생리적 매질에서 용해될 수 있고, 다음 중량%로 이하의 성분, 즉
SiO2 39～44%, 바람직하게는 40～43%
Al2O3 16～27%, 바람직하게는 16～26%
CaO 6～20%, 바람직하게는 8～18%
MgO 1～5%, 바람직하게는 1～4.9%
Na2O 0～15%, 바람직하게는 2～12%
K2O 0～15%, 바람직하게는 2～12%
R2O (Na2O+K2O) 10～14.7%, 바람직하게는 10～13.5%
P2O5 0～3%, 상세하게는 0～2%
Fe2O3 (총 철) 1.5～15% 상세하게는 3.2～8%
B2O3 0～2%, 바람직하게는 0～1%
TiO2 0～2% 바람직하게는 0.4～1% 을 포함한다.

Description

광물면 조성물{MINERAL WOOL COMPOSITION}
본 발명은 인조 광물면 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 단열 및/또는 방음 물질의 제조를 위한 광물면에 관한 것이다.
본 발명은 보다 상세하게는 암면(rock wool) 형태의 광물면에 관한 것으로, 즉 광물면의 조성물은 고 액상선 온도(liquidus temperature)를 갖고, 유리전이온도와 결합해서 광물면 조성물의 섬유화 온도에서 높은 유동성을 갖는다.
일반적으로 이러한 타입의 광물면은 "외부"원심분리 공정이라고 불리는 것에 의해 섬유화되는데, 그러한 타입은 예를 들어 유럽 특허 EP-제0 465 310호 또는 유럽 특허 EP-제0 439 385호에 기재된 바와 같이 정적 운반 장치에 의해 용융물질이 공급된 방사 휠의 다단(cascade of spinning wheels)을 이용한다.
"내부" 원심분리 공정이라고 불리는 섬유화 공정은 고속으로 회전하고 구멍이 뚫려있는 방적기를 이용하는 것을 말하는데, 이것은 대조적으로, 유리솜 타입의 광물면을 섬유화를 시키기 위해 일반적으로 준비되는, 대체로 알칼리 금속 산화물이 비교적 풍부하고, 알루미나 함량이 낮으며, 액상선 온도가 낮은 조성물을 갖고, 상기 액상선 온도에서 광물면의 점도는 암면 또는 현무암질 면(basalt wool)의 점도 보다 높다. 이 공정은 예를 들어 유럽 특허 EP-제0 189 354호 또는 유럽 특허 EP-제0 519 797호에 기재되어 있다.
내부 원심분리 공정이 암면을 섬유화하는데 적합하도록 하는 기술적 해결책은, 예를 들어 PCT국제공개공보 WO 제 93/02977호로부터 방적기의 구성물질의 조성과 작동 매개변수를 변형시켜 공지되어 있다. 결과적으로 이러한 적용은 지금까지 두가지 타입의 울(wool), 즉 암면 또는 유리솜 중 한가지 또는 다른 것에만 있는 특성을 결합하는 것을 가능하게 한다. 그러므로 내부 원심분리 공정으로 획득된 암면은 종래 획득된 암면보다는 낮은 함량의 비섬유화 입자를 가진 유리솜의 질(quality)과 유사하다. 그러나, 이것은 그의 화학적 성질과 연관된 두 가지 주요한 이점 즉, 낮은 화학물질 비용과 고온 저항성을 보유한다.
최근 몇 년 동안, 흡입으로 인한 유기체 내 가장 미세한 섬유의 축적 가능성과 연관되어 있는 임의의 잠재적인 병원체 위험을 방지하기 위한 광물면의 생분해성, 즉 생리적 매질에서 빨리 분해하는 능력의 기준이, 품질의 기준과 산업 및 경제적 실행가능성의 기준에 추가되고, 이에 따라 적용된 암면 타입의 광물면 조성이 PCT국제공개공보 WO 제 00/17117호에 제안되었다. 이하의 상세하게 기재된 이러한 조성물은 높은 알루미나 함량과 높은 알칼리 금속(소디움 및 포타슘) 산화물(R2O) 함량의 결합을 특징으로 한다.
SiO2 39～55%, 바람직하게는 40～52%
Al2O3 16～27%, 바람직하게는 16～25%
CaO 3～35%, 바람직하게는 10～25%
MgO 0～15%, 바람직하게는 0～10%
Na2O 0～15%, 바람직하게는 6～12%
K2O 0～15%, 바람직하게는 3～12%
R2O (Na2O+K2O) 10～17%, 바람직하게는 12～17%
P2O5 0～3%, 상세하게는 0～2%
Fe2O3 (총 철) 0～15%
B2O3 0～8%, 바람직하게는 0～4%
TiO2 0～4%
R2O≤13.0%일 때, MgO는 0～5%이다.
생리적 매질에서 분해력을 촉진시키는 이러한 조성물의 선택은 사실상 암면의 내화성을 적게 하고, 이는 매우 높은 온도에서 그 특성을 제한하기 쉽다.
일 실시예에서, 조성물은 5～12%, 특히 5～8%의 산화철 함량을 갖으며, 이는 광물면 덮개(blanket)의 내화성을 이룰 수 있도록 하고, 이러한 내화성은 종래 암면의 일반적인 특성이다.
그러나, 이러한 특성은 설명되지 않고, 단지 물질의 사용온도 범위를 나타내는 어닐링 온도에 대한 정보가 주어지고, 매우 높은 온도(약 1000℃)에서 인화 화염 작용에 대한 정보는 제공되지 않는다.
본 발명의 목적은, 생분해성과 내부 원심분리 공정에 의해 섬유화되는 능력을 유지하면서 고온 특성, 보다 상세하게는 내화성이 최대화되는 일정한 범위의 암(rock) 타입의 광물면 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 주제는 생리적 매질에서 분해할 수 있는 광물면이고, 상기 광물면은 중량%로 이하의 구성 성분을 포함한다.
SiO2 39～44%, 바람직하게는 40～43%
Al2O3 16～27%, 바람직하게는 16～26%
CaO 6～20%, 바람직하게는 8～18%
MgO 1～5%, 바람직하게는 1～4.9%
Na2O 0-15%, 바람직하게는 2～12%
K2O 0～15%, 바람직하게는 2～12%
R2O (Na2O+K2O) 10～14.7%, 바람직하게는 10～13.5%
P2O5 0～3%, 상세하게는 0～2%
Fe2O3 (총 철) 1.5～15% 상세하게는 3.2～8%
B2O3 0～2%, 바람직하게는 0～1%
TiO2 0～2% 바람직하게는 0.4～1%
(발명의 상세한 설명 나머지 부분에서, 조성물 구성 성분의 임의의 퍼센트는 중량%로 이해되어야 한다)
본 발명에 따른 조성물은 57-75%, 바람직하게는 60% 초과 및/또는 바람직하게는 72% 미만의 망상형성요소(network forming elements)인 실리카와 알루미나의 합을 위한 16～27%, 바람직하게는 17% 초과 및/또는 바람직하게는 25% 미만의 높은 알루미나 함량과, 상대적으로 높지만 10～13.5%로 제한되는, 알칼리 금속(소디움 및 포타슘) 산화물(R2O)의 양과 적어도 1%의 양의 마그네시아와의 결합에 의존한다.
이러한 조성물은 PCT 국제공개공보 WO 제 00/17117호에 공지된 조성물과 유사하게 보일수 있지만, 이러한 조성물은 매우 높은 온도에서 현저히 개선된 성질을 나타낸다.
임의의 특정한 과학이론에 의해 제한되는 것을 바라지 않으면서, 이러한 조성물 범위는 저온에서 결정화 핵이 응집될 수 있도록 하고, 물질의 연화 또는 소결이 아직은 효과적일 수 없는 매우 낮은 온도에서 이러한 결정화 핵이 결정의 발생(appearance) 또는 성장을 일으키는 것으로 보일 것이다. 전체 유리 조성물보다 더 가용성인 구성 성분을 결정화하여, 잔여 유리의 점도가 증가하고, 소결시키기 위해 수반되는 표면력은 더 이상 점성의 접착력을 압도할 만큼 충분히 높지 않은 것으로 간주될 수 있다.
바람직하게는 알루미나는 17～25.5중량%, 바람직하게 20～25중량%, 특히 21～24.5중량%, 특히 22～23중량% 또는 24중량%로 존재한다.
유리하게, 양호한 내화성은 마그네시아 함량을 특히 적어도 1.5중량%, 특히 2%, 특히 2.5중량% 이상 또는 3중량%로 조절하여 획득될 수 있다. 높은 마그네시아 함량은 고온에서 일반적으로 관찰되는 점성이 낮아지는 것을 방지하는 저온 결정화 효과에 도움이 되므로 소결로부터 물질을 보호한다.
한가지 유리한 조성물의 선택은 마그네시아의 최소 요구량을 제공하는 것으로, 이것이 커질수록 알루미나의 양이 적어진다.
그러므로 알루미나가 적어도 22중량%의 양만큼 존재하면, 마그네시아의 양은 바람직하게 적어도 1중량%, 유리하게는 약 1～4중량%, 바람직하게는 1～2중량% 및 특히 1.2～1.6중량%이다. 알루미나의 함량은 매우 낮은 액상선 온도를 유지하기 위해서 25중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 알루미나가 예를 들어 약 17～22중량%의 더 적은 양으로 존재하는 경우, 마그네시아의 양은 적어도 2중량%, 특히 약 2～5중량%로 존재하는 것이 바람직하다.
석회는 유리하게 9.5～20중량%, 바람직하게 10～18중량% 및 보다 바람직하게 11～16중량%의 함량으로 존재한다.
석회(lime)와 마그네시아의 총함량은 유리하게 약 14～20중량%, 특히 15-19중량%일 수 있다.
알칼리 토금속 산화물(석회, 마그네시아, 산화 바륨 및 산화 스트론튬) 총량은 바람직하게 10～20중량%, 특히 12～18중량%이다.
실리카의 양은 유리하게 약 40～43중량%, 보다 상세하게는 41～42중량%이다.
본 발명의 실시예에 따라, 알칼리 금속 산화물 함량은 바람직하게 13.2중량%이하, 또는 심지어 13.0중량%이하, 특히 약 10～12.5중량%, 특히 10.2 내지 12중량% 이하이다.
소디움 산화물과 포타슘 산화물은 각각 3～9중량%의 양으로 존재할 수 있다.
알칼리 금속 산화물 함량의 범위 내에서, R2O/Al2O3의 몰률이 1미만이고, 특히 0.9 미만, 특히 단지 0.8 이하 및 특히 0.75 이하가 되도록, 알칼리 금속 산화물 함량 대 알루미나 함량의 비를 선택하는 것이 유리한 것이 증명된다.
몰률이 0.9 초과할 때, 마그네시아 함량은 저온 결정화 효과를 발생시키기에 충분히 높은, 예를 들어 적어도 2중량%, 또는 적어도 2.5중량%가 바람직한 반면, 지나치게 낮은 유리전이온도가 얻어지고, 이는 매우 높은 온도에서의 성질에 대해 이롭지 않은 효과를 갖는다.
0.9미만의 R2O/Al2O3의 몰률은 특히 저온에서, 내화성에 유리한 효과를 생성하고, 이에 따라 연화점 및 소결온도에 유리한 영향을 나타낸다.
그러나, 이러한 조성물의 범위 내에서, 섬유화시키기 위한 점도에 상응하는 온도와, 결정화되는 우수한 섬유화 조건 상의 액상선 온도 사이에 충분히 큰 차이는 유지된다.
조성물에 존재하는 산화 철은 액상선을 여전히 제한하면서 저온에서 핵 성장의 응집에 대해 분명한 효과를 갖는다. 그러나 이것의 양은 산성 매질에서 생분해능에 불리한 영향을 미치지 않도록 바람직하게 제한된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 조성물은 2～6중량%, 바람직하게 약 3-6중량%의 산화철 함량을 갖는다.
산화 티타늄은 유리질 매트릭스 안에서 스피넬(spinels)의 고온과 저온에서 응집에 매우 현저한 효과를 제공한다. 약 1중량% 이하의 함량이 유리한 것으로 증명될 수 있다.
중성의 pH에서 생분해능을 증가시키기 위해, P2O5는 0～3중량%, 특히 0.1～1.2중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
BaO, SrO, MnO, Cr2O3 및 ZrO와 같은 다른 산화물은 각각 약 2중량%의 함량으로 조성물 내에 존재할 수 있다.
Tlog2.5로 표시한 102.5 푸아즈{10-1Pa/초(decipascal.second)}의 점도에 해당하는 온도와 Tliq로 표시한 결정화 상의 액상선에 상응하는 온도 간의 차이는 바람직하게 적어도 10℃이다. 이러한 차이, 즉 Tlog2.5 - Tliq는 본 발명의 조성물에 대한 "작업 범위", 즉 온도범위를 정의하고, 이러한 온도 범위 내에서 섬유화는 가장 특히 내부 원심분리에 의해 가능하다. 이러한 차이는 바람직하게 적어도 10, 20 또는 30℃, 바람직하게는 40℃ 및 심지어 50℃ 이상, 특히 100℃ 이상이다.
1400℃ 온도에서 70 푸아즈이상, 특히 약 75～250 푸아즈의 점도를 갖는 조성물이 내부 원심분리 섬유화 공정에 매우 적합하다.
본 발명에 따른 조성물은 특히 600℃ 이상, 특히 650℃ 이상의 높은 유리전이온도를 갖는다. Tannealing으로 표시된 그들의 어닐링 온도는 충분히 600℃ 이상, 특히 약 670℃이상이고, 흔히 700℃이상이다.
제품의 내화성은 700℃ 초과～1000℃까지의 온도에서 제품에 수행되는 수축 측정 및/또는 크리프 변형(creep deformation) 측정에 의해 결정될 수 있다.
내화성은 압축된 미세한 분말에 대한 고온의 소결 수축의 측정과 매우 크게 관련되어 있다. 본 발명에 따른 조성물은 40% 미만, 특히 약 20～40% 또는 20% 미만의 700℃에서 수축과 90%미만, 특히 약 75～90% 또는 75% 미만의 800℃에서 수축을 특징으로 한다.
상기 기재된 바와 같이, 광물면은 특히 산성 pH에서 생분해능의 만족할 만한 수준을 나타낸다. 그러므로, 이것은 일반적으로 NF T 03-410 규격에 기재된 것과 유사한 방법을 이용하여 특히 실리카로 측정된 것으로 pH 4.5에서 측정된 시간당 적어도 30 및 바람직하게는 40 또는 50ng/㎝2의 분해율을 갖는다.
높은 알루미나 함량과 높은 알칼리 금속 산화물 함량을 가진 이러한 타입의 조성물은 유리하게 발화 유리 용융로 또는 전기 유리 용융로에서 용융될 수 있다.
또한 본 발명은 내화성 구조 시스템에 상기 기재된 광물면의 사용에 관한 것이다.
"내화성 구조 시스템"이라는 표현은 특히 광물면 또는 금속 플레이트를 기초로 하고, 열전도를 효과적으로 지연시킬 수 있고, 또한 불꽃과 뜨거운 기체에 대한 보호를 제공하고, 발화 동안에 기계적 강도를 유지할 수 있는 물질의 조립체를 일반적으로 포함하는 시스템을 의미하는 것으로 이해된다.
표준 테스트는, 특히, 예를 들어 버너의 불꽃 또는 전기 용융로에 의해 발생된 열 흐름에 노출된 구조 시스템의 반대 면에 주어진 온도가 도달하는데 요구되는 시간으로 표현되는 내화성의 정도를 정의한다.
구조 시스템이 특히 이하의 테스트 중의 하나의 요건을 만족시킬 수 있으면, 구조 시스템은 만족할 만한 내화성을 갖는 것으로 간주된다:
- 방화문 테스트 : 독일 규격 DIN 18 089-파트 I(또는 이와 동등한것)에 규정된 바와 같은 광물섬유 보드에 대한 테스트이고,
- 독일 규격 DIN 4102(또는 이와 동등한 것)에 규정된 바와 같은, 건축재와 건축요소의 내화작용. 특히, 규격 DIN 4102- 파트 5는 내화성 등급을 결정하기 위한 실치수 테스트로 고려되고/되거나, 규격 DIN 4102-파트8은 작은 테스트 베드를 이용한 시험편에 대한 테스트이며,
- "선박" 유형의 장치, 특히 선박 방수벽에 대한 일반적인 내화성 테스트 요건을 기재한 정규화된 테스트 OMI A 754 (18)(또는 이와 동등한 것). 이러한 테스트는 3m×3m의 용융로를 갖는 큰 시험편에 대해 실행된다. 강철 갑판(steel deck)의 경우를 예로 들 수 있는데, 강철 갑판에서 단열 면에 발화의 경우에 요구되는 성능은 적어도 60분 동안 단열 기준을 충족하는 것이다.
도 1은 온도의 함수로 네 개의 광물면 시험편의 상대적인 두께의 변화를 나타낸 그래프.
다른 상세한 사항과 유리한 특징은 비제한적인 바람직한 실시예에 대한 이하 의 설명으로부터 분명하게 된다.
표 1은 본 발명에 따른 예의 화학 조성을 이하에서 나타내고, 표 1에서 또한 이하의 특징을 나타낸다.
- 액상선 온도(Tliq)와, 점도가 각각 103 푸아즈(Tlog3) 및 102.5 푸아즈(Tlog2.5)일 때의 온도, 즉 세 가지 온도는 ℃로 표현된다;
- 1400℃에서의 점도;
- 700℃ 및 800℃에서 분말의 수축;
- 어닐링 온도와 유리 전이 온도(Tg):
모든 구성 성분의 모든 함량 총계가 100% 보다 약간 작거나 100%를 약간 초과하면, 100%에서의 차이는 항상 분석되지 않거나 미량으로 분석될 수 없고/없거나, 단지 사용된 분석 방법으로 이러한 분야에서 허용되는 근사 때문인, 미량 성분/불순물에 해당하는 것으로 이해해야 한다.
분말 수축 테스트의 목적은 분말 상태에서 취해진 이러한 물질의 치밀화를 측정하여 조성물의 온도 저항성을 정량하는 것이다. 프로토콜(protocol)은 이하와 같다:
조성물 160g는 8분간 링밀(ring mill)로 분쇄되고 분말은 12분간 80㎛의 스크린에서 체로 친 다음, 40㎛의 스크린에서 체로 친다. 40㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 분말 부분은 물 8중량%와 혼합되고 펠렛은 이러한 혼합물로 제조된다. 압축 지지체에 위치되는 것은 직경 10㎜의 텅스텐 카바이드 선 조립기 몸체(tungsten-carbide-lined pelletizer body)이고 이것은 피스톤에 주입된다. 분말/물 혼합물 3.110g을 측량하여 조립기에 주입한 다음, 피스톤이 주입되고, 높이 37㎜의 세팅 스페이서는 조립기 몸체와 피스톤의 상부 사이에 위치된다. 분말이 압축되어 피스톤의 상부가 스페이서를 지탱하는 것을 보장한다. 높이 28㎜와 직경 10㎜의 시험편은 제거된다. 시험편은 편평한 지지체의 용융로에 위치하고, 상기 용융로는 360℃/h의 온도 상승으로 700-1150℃인 작동하는 범위 내 시험온도로 가열된다. 용융로는 16시간 동안 상기 시험온도에서 유지되고, 냉각되게 방치된다. 상부 및 하부 직경과 평균 높이는 냉각된 시험편으로 측정되며 이것으로부터 %로 나타낸 부피의 수축이 추론된다. 또한 시험편의 일반적인 형상이 기록된다.
이러한 예에 따른 조성물은 내부 원심분리 공정에 의해, 특히 상기 언급된 PCT 국제공개공보 WO 제93/02977호의 기재에 따라 섬유화될 수 있다.
차이, 즉 Tlog2.5-Tliq로 정의되는 그들의 작업 범위는 크고 양의 값(plus)이며, 특히 50℃ 초과, 또는 심지어 100℃ 및 150℃ 초과이다.
액상선 온도는 상대적으로 낮고, 특히 1200℃ 및 심지어 1150℃를 초과하지 않는다.
102.5의 푸아즈의 점도에 해당하는 온도(Tlog2.5)는 특히 PCT 국제공개공보 WO 제 93/02977호에 기재된 작동 조건에서 고온 섬유화하기 위한 원심분리 방적기의 사용에 적합하다.
바람직한 조성물은 특히 Tlog2.5가 1350℃ 미만, 바람직하게는 1300℃ 미만인 조성물이다.
비교예1 비교예2 예1 예2 예3 예4 예5 예6 예7
SiO2 45.7 42.4 42 41.9 43.3 42.4 42 43 43.1
Fe2O3 7.4 4.8 5.4 5 5 5.1 4.73 5 5
Al2O3 18.75 23.3 23.2 23.4 22.85 22.8 23.2 23 22.8
CaO 12 14.5 14.8 13.2 13.6 12.6 12.3 12.6 11.8
MgO 0.69 0.6 1.18 2.15 2.2 3.07 3.1 3.15 4
Na2O 7.8 7.23 6.32 6.18 6.7 5.96 7.04 6.85 6.18
K2O 5.1 4.84 4.51 5.25 4 5.08 5.3 4 5.54
B2O3 0 0 0 0
BaO 0.4 0.35 0.28 0.32 0.33 0.3 0.33 0.34 0.33
P2O5 0.13 0.14 0.48 0.75 0.13 0.76 0.14 0.13 0.14
TiO2 0.46 0.77 0.74 0.88 0.75 0.83 0.86 0.76 0.75
R2O=Na2O+K2O 12.9 12.07 10.83 11.43 10.49 11.04 12.34 10.85 11.72
R2O/Al2O3
(㏖)		 0.979 0.735 0.659 0.677 0.661 0.671 0.747 0.678 0.709
액상선온도 1147 1167 1140 1167 1170 1154 1204 1134 1174
Tlog3 1209 1178 1204 1196 1197 1189 1195 1197
Tlog2.5 1294 1274 1284 1279 1277 1279 1279 1281
Tlog2.5-Tliq 147 134 117 109 123 75 145 107
1400℃에서 점도 82.790 85.038 77.938 82.936 81.283 83.980
700℃에서 %소결 52 25 16 18 20 19 18 29 20
800℃에서 %소결 81 91 75 52 65 53 54
Tannealing 675 692 709 707 697 707 696
Tg 635 655 669 659 656 656 653
(표 1에 계속됨)
예8 예9 예10 예11 예12 예13 예14 예15 예16 예17
SiO2 43.1 43 41.7 41.5 40.5 41.9 41.5 40.9 41.5 42.1
Fe2O3 5 5 4.87 5.18 4.6 4.5 5 4.43 5.3 4.7
Al2O3 22.9 23.35 24.5 24.5 24.9 23.9 25.8 24.7 25.25 23.5
CaO 11.75 10 14.3 14.17 13.7 13.25 12.4 12.5 10.17 13.22
MgO 4.2 4.2 1.1 1.65 2.02 2.075 3 3.06 5.15 2.05
Na2O 6.8 6.6 5.15 5.15 5.27 5 6.3 4.43 6.35 6.88
K2O 4 3.9 5.9 5.16 6 6.35 4 6.84 4.5 5.23
B2O3 0 1.5 0 0
BaO 0.3 0.35 0.34 0.4 0.34 0.32 0.4 0.29 0.35 0.31
P2O5 0.13 0.13 0.16 0.63 0.76 0.75 0.1 0.75 0.11 0.14
TiO2 0.76 0.84 0.93 0.33 0.98 0.73 0.27 0.99 0.27 0.84
R2O=Na2O+K2O 10.8 10.5 11.05 10.31 11.27 11.35 10.3 11.27 12.11
R2O/Al2O3
(㏖)		 0.678 0.646 0.607 0.574 0.609 0.632 0.570 0.595 0.723
액상선온도 1156 1175 1167 1194 1182 1154 1220 1164
Tlog3 1190 1194 1217 1211 1199 1214 1194
Tlog2.5 1273 1279 1298 1293 1285 1297 1284
Tlog2.5-Tliq 117 104 131 99 103 143 120
1400℃에서 점도 77.485 83.590 97.884 91.400 86.480 97.263 89.6 87.190
700℃에서 %소결 23 21 10 10 14 15 16 11 14 21
800℃에서 %소결 75 41 39 63 38 56
Tannealing 722 712 710 713 714 698
Tg 677 675 669 667 671 659
예 2, 10 및 11의 조성 및 비교예 2의 조성은 내부 원심분리 기술에 의해 광물면 블랭킷을 제조하는데 사용된다. 획득된 섬유와 블랭킷의 특징은 이하의 표 2에 나타나 있다.
삭제
섬유화의 섬도(fineness)는 이 표에서 여러 방법으로 나타낸다. 이 양을 ℓ/min으로 나타낼 때, 이것은 PCT국제공개공보 WO 제 03/098209호에 기재된 광물섬유의 섬도를 측정하는 방법을 이용하여 수행하는 측정방법을 말한다. 다른 섬도 값은 DIN 53941 또는 ASTM D 1448 규격에 기재된 프로토콜을 이용하여 섬유 5g으로 측정된 "마이크론에어(micronaire)"값이다.
이러한 블랭킷의 시험편은 취해져서 매우 높은 온도에서 열안정성 시험을 받게 되며, 매우 높은 온도에서 시험편의 슬럼프(slump)는 NORDTEST에 의해 제안된 이 시험 기초 규격(draft standard)인 "단열재 : 열안정성"(NT FIRE XX-NORDTEST REMISS No.1114-93)에서 규정하는 절차에 따라 측정되었다. 단열재의 시험편(특히 높이가 25㎜, 직경이 25㎜)은, 시험편의 슬럼프가 시험편이 노출되는 온도의 함수로서 관찰되게 하는 용융로에 주입되었다. 용융로의 온도는 실온～약 1000℃이상으로 분당 5℃ 증가했다.
주어진 온도에서 측정되는, (실온에서) 시험편의 초기 두께에 대한 시험편의 나머지 두께는 "상대 두께"라고 불리워진다. 주어진 온도에서 값(1-상대두께)은 "슬럼프의 정도(degree of slump)"로 정의된다.
도 1은 온도의 함수로서 네 개의 광물면 시험편의 상대두께의 변화를 나타낸다. 이것은 비교예 2의 시험편이 720℃에서 800℃까지 급격하게 감소하고, 상대 두께는 850℃ 이후에 25% 미만이라는 것을 보여준다.
또한 시험 후 시험편의 외관검사는 분명한 비틀림(distortion)을 보여주었고 이 모양은 상부의 직경이 6㎜ 및 하부의 직경이 14㎜인 원추사(frustoconical)이다.
본 발명에 따른 광물면의 시험편은 실질적으로 적은 슬럼프를 나타내는 반면, 테스트 초기와 비교하면 방사 치수의 감소는 줄면서 그 모양을 더 잘 유지한다.
예2 예10 비교예 2a 예11 비교예 2
섬유 섬도 12.9ℓ/min 12.5ℓ/min 13.11ℓ/min 3.3/5g 3.1/5g
밀도(㎏/m3) 43.3 56.4 52.0 52.2 34.3
온도(℃) 960 980 930 930 920
%슬럼프 63 60 78 59 75
상부직경(㎜) 15 11 6 16 9
하부직경(㎜) 21 20 14 22 19
본 발명에 따른 광물면은 특히 상기 기재한 구조 시스템에 적용할 수 있지만, 특히 과열 산업용 파이프와 같이 극한 조건하에서 설비를 공급하도록 의도되는 임의의 공지된 형태의 단열재 장치에 적용할 수 있다는 것을 주목해야 한다.
그러므로, 또한 본 발명은 특히 블랭킷, 롤, 패널 또는 셸(shell) 형태의 단열 제품에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 과제는 파이프, 특히 산업용 파이프를 단열하기 위한 셸 형태의 본 출원에서 정의된 광물면을 포함하는 제품으로, 이 제품의 섬유는 평균 직경이 4㎛ 이하이고, 40～100㎏/m3이며, 결합제 함량은 약 4～7중량%이다.
본 발명은 인조 광물면 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 단열 및/또는 방음물질의 제조를 위한 광물면에 관한 것이다.

Claims (23)

  1. 생리적 매질에서 분해할 수 있는 광물면에 있어서,
    상기 광물면은 다음의 중량%의 성분, 즉,
    SiO2 39～44%
    Al2O3 16～27%
    CaO 6～20%
    MgO 1～5%
    Na2O 0~15%
    K2O 0～15%
    R2O (Na2O + K2O) 10～14.7%
    P2O5 0～3%
    Fe2O3 (총 철) 1.5～15%
    B2O3 0～2%
    TiO2 0～2%
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  2. 제1항에 있어서, 상기 CaO 함량은 9.5～20%인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 알루미나 20～25%를 함유하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 알루미나가 16～22중량%의 양으로 존재할 때, 2～5중량%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알칼리 금속 산화물 함량은 10～13.0중량%인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, R2O/Al2O3 몰률이 0.9 미만인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 산화철 2～6중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 산화 티타늄 1중량% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 1400℃에서 70 푸아즈 이상의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면의 조성물은 700℃에서 40% 미만의 수축도 및 800℃에서 90% 미만의 수축도를 갖는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내화 구조 시스템 또는 고온에서 단열재로 사용되는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광물면은 다음의 중량%의 성분, 즉,
    SiO2 40～43%
    Al2O3 16～26%
    CaO 8～18%
    MgO 1～4.9%
    Na2O 2～12%
    K2O 2～12%
    R2O (Na2O + K2O) 10～13.5%
    P2O5 0～2%
    Fe2O3 (총 철) 3.2～8%
    B2O3 0～1%
    TiO2 0.4～1%
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  13. 제2항에 있어서, 상기 CaO 함량은 10～18%인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제4항에 있어서, 상기 광물면은 알루미나가 17~22중량%의 양으로 존재할 때, 2～5중량%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 알루미나가 22～27중량%의 양으로 존재할 때, 1～4중량%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광물면은 알루미나가 22～27중량%의 양으로 존재할 때, 1~2중량%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광물면.
  19. 제5항에 있어서, 상기 알칼리 금속 산화물 함량은 10～12.5중량%인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  20. 제5항에 있어서, 상기 알칼리 금속 산화물 함량은 10～12중량%인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  21. 제6항에 있어서, 상기 R2O/Al2O3 몰률이 0.8 이하인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  22. 제6항에 있어서, 상기 R2O/Al2O3 몰률이 0.75 이하인 것을 특징으로 하는, 광물면.
  23. 제9항에 있어서, 상기 광물면은 1400℃에서 75~250 푸아즈의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는, 광물면.
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