KR102177965B1 - Composition for mineral wool and mineral wool manufactured thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 35 내지 40 중량부의 SiO2, 16 내지 22 중량부의 Al2O3, 0.5 내지 1.5 중량부의 산화철(FeO 및 Fe2O3 중에서 적어도 하나 이상 포함), 25 내지 35 중량부의 CaO, 7.5 내지 12 중량부의 MgO, 및 1 내지 4 중량부의 R2O(Na2O 및 K2O 중에서 적어도 하나 이상 포함)를 포함하고, (Al2O3+MgO)/CaO의 중량비가 0.95 내지 1.15이고, (CaO+MgO+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) 중량비가 0.64 내지 0.77인 미네랄울 제조용 조성물에 관한 것이다.The present invention is 35 to 40 parts by weight of SiO 2 , 16 to 22 parts by weight of Al 2 O 3 , 0.5 to 1.5 parts by weight of iron oxide (including at least one of FeO and Fe 2 O 3 ), 25 to 35 parts by weight of CaO, 7.5 to 12 parts by weight of MgO, and 1 to 4 parts by weight of R 2 O (including at least one of Na 2 O and K 2 O), and the weight ratio of (Al 2 O 3 +MgO)/CaO is 0.95 to 1.15, (CaO+MgO+Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) It relates to a composition for producing mineral wool having a weight ratio of 0.64 to 0.77.
Description
본 발명은 미네랄울 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 미네랄울에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for producing mineral wool and to a mineral wool prepared therefrom.
미네랄울(mineral wool)은 대표적인 무기단열재로서, 내열성 및 내수성이 우수하고 열전도율이 낮아 건축, 산업플랜트, 선박 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 또한, 미네랄울은 통상적으로 실리카, 알루미나, 산화철, 산화칼슘 및 산화마그네슘을 포함하며, 현무암, 안산암 등의 규산염계 광석을 고온에서 용융하고, 고속 기류 또는 스피너의 고속회전력을 이용하여 섬유화한 인조 광물 섬유이다. Mineral wool is a representative inorganic insulating material, and has excellent heat resistance and water resistance and low thermal conductivity, so it is used in various fields such as construction, industrial plant, and ship. In addition, mineral wool typically contains silica, alumina, iron oxide, calcium oxide and magnesium oxide, and is an artificial mineral obtained by melting silicate-based ores such as basalt and andesite at high temperature, and using a high-speed air current or high-speed rotation of a spinner It is a fiber.
한편, 미네랄울은 통상적으로 판상 또는 뿜칠용으로 생산 및 제조되고 있다. 특히, 뿜칠용 미네랄울은 판상 제품과 달리, 사용시 시공 두께를 조절하고 부착 성능을 향상시키기 위해 섬유의 탄력, 즉 섬유복원력을 향상시킬 필요가 있다.On the other hand, mineral wool is usually produced and manufactured in a plate shape or for spraying. In particular, unlike a plate-shaped product, the mineral wool for spraying needs to improve the elasticity of the fiber, that is, fiber resilience, in order to control the construction thickness and improve the adhesion performance when used.
이와 관련하여, 한국 등록특허 제996,901호(특허문헌 1)에는 알칼리/알칼리토류의 질량비가 1 미만이고, 4㎛ 이하의 평균 기하 직경 및 0.8 내지 4.3㎏/㎡의 표면 중량을 갖는 방화, 방열 또는 방음용 단열 성분이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1은 미네랄울 조성 내 CaO 와 MgO 함량이 낮아 조성물의 섬유 탄력이 낮고 K2O와 Na2O 함량이 높아 내수성 및 고온안정성을 저하시키는 문제가 있었다. In this regard, in Korean Patent Registration No. 996,901 (Patent Document 1), the mass ratio of alkali/alkaline earth is less than 1, the average geometric diameter of 4 μm or less, and the surface weight of 0.8 to 4.3 kg/m 2, A heat insulating component for sound insulation is disclosed. However, Patent Document 1 has a problem of lowering the water resistance and high temperature stability due to the low content of CaO and MgO in the mineral wool composition and low fiber elasticity of the composition and high K 2 O and Na 2 O content.
따라서, 제조된 섬유의 복원력이 우수한 미네랄울 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 미네랄울에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for research and development on a composition for manufacturing mineral wool having excellent resilience of the manufactured fiber and mineral wool manufactured therefrom.
이에, 본 발명은 섬유 복원력이 우수한 미네랄울을 제조할 수 있는 미네랄울 제조용 조성물 및 상기 조성물로부터 제조되며 부착 성능이 개선되어 뿜칠용으로 적합한 미네랄울을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a composition for producing mineral wool that can produce mineral wool having excellent fiber resilience, and a mineral wool that is prepared from the composition and has improved adhesion performance and is suitable for spraying.
본 발명은 35 내지 40 중량부의 SiO2, 16 내지 22 중량부의 Al2O3, 0.5 내지 1.5 중량부의 산화철(FeO 및 Fe2O3 중에서 적어도 하나 이상 포함), 25 내지 35 중량부의 CaO, 7.5 내지 12 중량부의 MgO, 및 1 내지 4 중량부의 R2O(Na2O 및 K2O 중에서 적어도 하나 이상 포함)를 포함하고, 상기 (Al2O3+MgO)/CaO의 중량비가 0.95 내지 1.15이고, (CaO+MgO+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) 중량비가 0.64 내지 0.77인, 미네랄울 제조용 조성물을 제공한다.The present invention is 35 to 40 parts by weight of SiO 2 , 16 to 22 parts by weight of Al 2 O 3 , 0.5 to 1.5 parts by weight of iron oxide (including at least one of FeO and Fe 2 O 3 ), 25 to 35 parts by weight of CaO, 7.5 to 12 parts by weight of MgO, and 1 to 4 parts by weight of R 2 O (including at least one of Na 2 O and K 2 O), and the weight ratio of (Al 2 O 3 +MgO)/CaO is 0.95 to 1.15 , (CaO+MgO+Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) It provides a composition for preparing mineral wool in a weight ratio of 0.64 to 0.77.
또한, 본 발명은 상기 미네랄울 제조용 조성물로부터 제조된 미네랄울을 제공한다.In addition, the present invention provides a mineral wool prepared from the composition for producing the mineral wool.
본 발명에 따른 미네랄울 제조용 조성물로부터 제조된 미네랄울은 섬유 복원력이 우수하여 부착 성능이 개선됨으로써 뿜칠용으로 매우 적합하다. 또한, 상기 미네랄울 섬유는 인공체액에 대한 용해도가 향상되어 인체에 대한 유해성을 감소시킬 수 있으며, 가열 선수축율이 낮아 고온에서 사용하기에 적합하다.The mineral wool prepared from the composition for producing mineral wool according to the present invention has excellent fiber resilience and improves adhesion, so it is very suitable for spraying. In addition, the mineral wool fiber has improved solubility in artificial bodily fluids, thereby reducing harmfulness to the human body, and is suitable for use at high temperatures due to a low heating pre-contraction rate.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
미네랄울Mineral wool 제조용 조성물 Composition for manufacturing
본 발명에 따른 미네랄울 제조용 조성물은 35 내지 40 중량부의 SiO2, 16 내지 22 중량부의 Al2O3, 0.5 내지 1.5 중량부의 산화철(FeO 및 Fe2O3 중에서 적어도 하나 이상 포함), 25 내지 35 중량부의 CaO, 7.5 내지 12 중량부의 MgO, 및 1 내지 4 중량부의 R2O(Na2O 및 K2O 중에서 적어도 하나 이상 포함)를 포함한다.The composition for preparing mineral wool according to the present invention includes 35 to 40 parts by weight of SiO 2 , 16 to 22 parts by weight of Al 2 O 3 , 0.5 to 1.5 parts by weight of iron oxide (including at least one of FeO and Fe 2 O 3 ), 25 to 35 CaO by weight, 7.5 to 12 parts by weight of MgO, and 1 to 4 parts by weight of R 2 O (including at least one of Na 2 O and K 2 O).
SiOSiO 22
SiO2는 망목 형성 산화물(network former oxide)로 유리의 기본적인 골격을 형성하는 하는 역할을 한다.SiO 2 is a network former oxide that serves to form the basic skeleton of glass.
SiO2의 함량은 제조된 섬유의 섬유 복원력과 연관되는바, 제조된 섬유의 섬유 복원력 조절을 위해 적절히 조절하는 것이 필요하다. 구체적으로, 상기 SiO2는 35 내지 40 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 SiO2는 36 내지 39 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. SiO2의 함량이 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 섬유의 직경이 너무 커지는 문제가 방지되고, 상기 섬유의 열저항성이 향상되는 효과가 있다. The content of SiO 2 is related to the fiber resilience of the fabricated fiber, and it is necessary to properly control the fiber resilience of the fabricated fiber. Specifically, the SiO 2 may be included in the composition in an amount of 35 to 40 parts by weight. For example, the SiO 2 may be included in the composition in an amount of 36 to 39 parts by weight. When the content of SiO 2 is within the above range, the problem that the diameter of the fiber prepared from the composition containing the same is too large is prevented, and the heat resistance of the fiber is improved.
AlAl 22 OO 33
Al2O3는 이를 포함하는 조성물의 생분해성, 열적 특성 및 이로부터 제조된 섬유의 탄력을 향상시키는 역할을 하는 중간 산화물(intermediate oxide)이다. 또한, Al3+의 배위수에 따라 일부가 SiO2의 역할을 대체할 수도 있고, 수식 산화물(modifier oxide)의 역할을 하기도 하는데, 이는 그 외의 수식 산화물의 함량에 따라 달라질 수 있다.Al 2 O 3 is an intermediate oxide that serves to improve the biodegradability and thermal properties of the composition containing the same and the elasticity of the fibers produced therefrom. In addition, depending on the coordination number of Al 3+ , some may replace the role of SiO 2 or serve as a modifier oxide, which may vary depending on the content of other modified oxides.
상기 Al2O3는 16 내지 22 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 Al2O3는 19 내지 21.5 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. Al2O3의 함량이 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 섬유의 탄력 및 열적 특성이 향상되는 효과가 있다.The Al 2 O 3 may be included in the composition in an amount of 16 to 22 parts by weight. For example, the Al 2 O 3 may be included in the composition in an amount of 19 to 21.5 parts by weight. When the content of Al 2 O 3 is within the above range, there is an effect of improving the elasticity and thermal properties of the fibers prepared from the composition containing the same.
산화철(Iron oxide ( FeOFeO 및 And FeFe 22 OO 33 중에서 적어도 하나 이상 포함) Including at least one or more)
산화철은 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 미네랄울의 내열성을 향상시키는 역할을 한다.Iron oxide serves to improve the heat resistance of the mineral wool prepared from the composition containing the same.
예를 들어, 상기 산화철은 Fe2O3를 포함할 수 있다.For example, the iron oxide may include Fe 2 O 3 .
산화철의 함량이 높아질 경우, 제조된 섬유의 내열성이 향상되고 용융성이 저하되며 섬유의 거칠기가 거칠어지므로, 적절한 함량으로 조절하는 것이 필요하다. 구체적으로, 상기 산화철은 0.5 내지 1.5 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 산화철은 0.7 내지 1.3 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 산화철의 함량이 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 섬유의 내열성이 향상되는 효과가 있다.When the content of iron oxide is increased, the heat resistance of the produced fiber is improved, the meltability is lowered, and the roughness of the fiber is roughened, so it is necessary to adjust it to an appropriate content. Specifically, the iron oxide may be included in the composition in an amount of 0.5 to 1.5 parts by weight. For example, the iron oxide may be included in the composition in an amount of 0.7 to 1.3 parts by weight. When the content of iron oxide is within the above range, there is an effect of improving the heat resistance of the fiber prepared from the composition containing the same.
CaOCaO
CaO는 수식 산화물(modifier oxide)로서 융제 역할을 하며, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 섬유의 내구성을 향상시키는 역할을 한다.CaO acts as a fluxing agent as a modifier oxide, and serves to improve the durability of fibers manufactured from a composition containing the same.
상기 CaO는 25 내지 35 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 CaO는 26 내지 33 중량부, 또는 26 내지 30 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. CaO의 함량이 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 섬유의 취성이 과도하게 향상되어 탄력이 저하되는 문제, 내열성이 저하되는 문제 및 용융 점도가 부족한 문제를 방지할 수 있다.The CaO may be included in the composition in an amount of 25 to 35 parts by weight. For example, the CaO may be included in the composition in an amount of 26 to 33 parts by weight, or 26 to 30 parts by weight. When the content of CaO is within the above range, it is possible to prevent the problem of deteriorating elasticity due to excessively improved brittleness of the fiber prepared from the composition containing the same, a problem of lowering heat resistance, and a problem of insufficient melt viscosity.
MgOMgO
MgO는 수식 산화물(modifier oxide)로서 융제 역할을 하며, 이를 포함하는 조성물로부터 제조된 섬유의 탄력을 상승시키는 역할을 한다.MgO acts as a fluxing agent as a modifier oxide, and serves to increase the elasticity of fibers prepared from a composition containing the same.
상기 MgO는 7.5 내지 12 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 MgO는 8 내지 11.5 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. MgO의 함량이 상기 범위 내일 경우, 제조된 섬유의 탄력이 증대되어 섬유 복원력이 우수하고, 용융 점도가 부족한 문제를 방지할 수 있다.The MgO may be included in the composition in an amount of 7.5 to 12 parts by weight. For example, the MgO may be included in the composition in an amount of 8 to 11.5 parts by weight. When the content of MgO is within the above range, the elasticity of the produced fiber is increased, so that the fiber resilience is excellent, and a problem of insufficient melt viscosity can be prevented.
RR 22 OO (( NaNa 22 OO 및 And KK 22 OO 중에서 적어도 하나 이상 포함) Including at least one or more)
R2O는 수식 산화물로서, 유리의 비가교 산소를 생성시켜 용융시 용융이 원활하게 이루어지도록 하고, 섬유의 생분해성을 향상시키는 역할을 한다.R 2 O is a modified oxide, which generates non-crosslinked oxygen of the glass so that melting is smoothly performed during melting, and serves to improve the biodegradability of fibers.
상기 R2O는 함량이 증가할수록 제조된 섬유의 용융성이 향상되나, 제조된 섬유의 생분해성 기반 복원력을 고려하여 적절히 조절하는 것이 필요하다. 구체적으로, 상기 R2O는 1 내지 4 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 R2O는 2 내지 4 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있다. R2O의 함량이 상기 범위 내일 경우, 이를 포함하는 조성물의 용융이 어려워져 용융에너지가 많이 소모될 뿐만 아니라 용융 점도가 높아져서 제조된 섬유의 유연성이 떨어지고 미섬유화 입자의 발생 가능성이 높아지게 되는 문제, 및 제조된 섬유의 내수성 및 고온안정성이 부족한 문제를 방지할 수 있다.As the content of R 2 O increases, the meltability of the manufactured fiber is improved, but it is necessary to appropriately adjust it in consideration of the biodegradability-based resilience of the manufactured fiber. Specifically, the R 2 O may be included in the composition in an amount of 1 to 4 parts by weight. For example, the R 2 O may be included in the composition in an amount of 2 to 4 parts by weight. When the content of R 2 O is within the above range, it is difficult to melt the composition containing the same, which consumes a lot of melt energy, as well as a problem in which the flexibility of the manufactured fiber is decreased and the possibility of occurrence of unfibrillated particles is increased due to the high melt viscosity, And it is possible to prevent the problem of insufficient water resistance and high temperature stability of the produced fiber.
상기 미네랄울 제조용 조성물은 (Al2O3 + MgO)/CaO의 중량비가 0.95 내지 1.15이다. 상기 (Al2O3 + MgO)/CaO의 중량비가 상기 범위 내일 경우, 제조된 섬유의 탄력이 향상되어 섬유 복원력이 우수한 효과가 있다. 또한, 상기 (Al2O3 + MgO)/CaO의 중량비가 0.95 미만일 경우, 제조된 섬유의 섬유 복원력이 부족한 문제가 발생할 수 있으며, 상기 중량비가 1.15 초과일 경우, Al2O3와 MgO 함량 대비 CaO가 낮아 미네랄울 조성물의 섬유화 온도 상승 및 원재료비 상승이 발생할 수 있다. The composition for preparing the mineral wool has a weight ratio of (Al 2 O 3 + MgO)/CaO of 0.95 to 1.15. When the weight ratio of the (Al 2 O 3 + MgO)/CaO is within the above range, the elasticity of the manufactured fiber is improved, and thus fiber resilience is excellent. In addition, when the weight ratio of (Al 2 O 3 + MgO) / CaO is less than 0.95, a problem of insufficient fiber resilience of the manufactured fiber may occur, and when the weight ratio is more than 1.15, the content of Al 2 O 3 and MgO Low CaO may cause an increase in the fiberization temperature of the mineral wool composition and an increase in raw material cost.
상기 미네랄울 제조용 조성물은 (CaO+MgO+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) 중량비가 0.64 내지 0.77일 수 있다. 상기 (CaO+MgO+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) 중량비가 상기 범위 내일 경우, 제조된 섬유의 생분해성, 복원력, 내열성, 및 섬유 거칠기가 적절히 조절된다.The composition for manufacturing the mineral wool may have a weight ratio of (CaO+MgO+Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) of 0.64 to 0.77. When the (CaO+MgO+Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) weight ratio is within the above range, the biodegradability, resilience, heat resistance, and fiber roughness of the manufactured fiber Is properly adjusted.
한편, 상기 미네랄울 제조용 조성물은 포함하는 원료에 따라 TiO2, SO2, P2O5 등과 같은 성분들을 불순물로서 포함할 수 있으며, 그 함량은 조성물 100중량부에 대하여 3중량부 이하의 수준으로 유지하면 제조된 섬유의 물성에 영향을 미치지 않아 바람직하다.On the other hand, the composition for preparing mineral wool may contain components such as TiO 2 , SO 2 , P 2 O 5 as impurities, depending on the raw material included, and the content is 3 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the composition. Maintaining it is preferable because it does not affect the physical properties of the manufactured fiber.
미네랄울Mineral wool
또한, 본 발명에 따른 미네랄울은 상술한 바와 같은 미네랄울 제조용 조성물로부터 제조된다. 상기 미네랄울은 섬유 복원력이 우수하여 부착 성능이 개선됨으로써 뿜칠용으로 매우 적합하다.In addition, the mineral wool according to the present invention is prepared from the composition for producing mineral wool as described above. The mineral wool is very suitable for spraying by improving the adhesion performance due to excellent fiber resilience.
예를 들어, 상기 미네랄울은 섬유 25g과 물 1L를 혼합한 후 1L 메스실린더 내 정치시 섬유가 쌓인 최대 높이가 500㎖ 이상일 수 있다. 상기 최대 높이가 500㎖ 이상일 경우, 미네랄울 섬유의 복원력이 우수한 효과가 있다. For example, the mineral wool may have a maximum height of 500 ml or more when the fibers are mixed with 25 g of fibers and 1 liter of water and then settled in a 1 liter measuring cylinder. When the maximum height is 500 ml or more, there is an excellent effect of resilience of the mineral wool fibers.
또한, 상기 미네랄울은 인공체액에 대한 용해속도상수가 300 ng/㎠·hr 이상일 수 있다. 상기 미네랄울의 인공체액에 대한 용해속도상수가 300 ng/㎠··hr 이상일 경우, 우수한 염용해성을 가지는 효과가 있다. In addition, the mineral wool may have a dissolution rate constant of 300 ng/cm 2·hr or more for an artificial body fluid. When the dissolution rate constant of the mineral wool in the artificial body fluid is 300 ng/cm 2··hr or more, there is an effect of having excellent salt solubility.
더불어, 상기 미네랄울은 가열 선수축율이 5 % 이하일 수 있다.In addition, the mineral wool may have a heating pre-contraction ratio of 5% or less.
나아가, 본 발명은 상술한 바와 같은 미네랄울을 포함하는 뿜칠용 미네랄울 조성물을 제공한다. Furthermore, the present invention provides a mineral wool composition for spraying comprising the mineral wool as described above.
상기 조성물은 상기 섬유의 분사성 향상을 위해 유기바인더 또는 무기바인더를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 유기바인더 또는 무기바인더는 통상적으로 건축자재에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다.The composition may further include an organic binder or an inorganic binder to improve the sprayability of the fibers, and the organic or inorganic binder is not particularly limited as long as it is commonly used for building materials.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.
그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.However, these examples are only intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
[[ 실시예Example ]]
실시예Example 1 내지 6 및 1 to 6 and 비교예Comparative example 1 내지 7. 1 to 7. 미네랄울의Mineral wool 제조 Produce
삼상 흑연 전극봉을 구비한 전기로를 이용하여 전기 통전 방식의 용융공법으로 하기 표 2 및 3의 조성을 갖도록 성분들을 혼합하여 미네랄울 제조용 조성물을 제조하였다. 이후 상기 미네랄울 제조용 조성물을 기존의 미네랄울 제조용 스피닝 공정(용융물을 원심회전하는 디스크 형태의 스피너 표면에 떨어뜨려 섬유를 인장시키고, 동시에 후면에서 고압의 에어를 분사하여 섬유를 섬유화시키는 방식)에 도입하여 미네랄울을 제조하였다. Using an electric furnace equipped with a three-phase graphite electrode, a composition for preparing mineral wool was prepared by mixing the components so as to have the compositions shown in Tables 2 and 3 below by a melting method of an electric current method. Thereafter, the composition for producing mineral wool was introduced into the existing spinning process for producing mineral wool (a method in which the melt was dropped on the surface of a spinner in the form of a disk that rotates centrifugally to stretch the fiber, and at the same time, the fiber was turned into fiber by spraying high-pressure air from the rear side). Thus, mineral wool was prepared.
제조된 미네랄울 제조용 조성물과 상기와 같은 방법으로 제조된 미네랄울의 물성을 다음과 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표 2 및 3에 나타내었다.The composition for preparing the prepared mineral wool and the physical properties of the mineral wool prepared by the above method were measured by the following method, and the results are shown in Tables 2 and 3.
시험예Test example 1: One: 복원정도Degree of restoration
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 7의 섬유 25g을 물 1L와 혼합하고 분쇄기를 사용하여 11,000 rpm으로 30초 동안 분쇄하여 평균 길이 5 mm로 분쇄하였다. 이후 분쇄물을 1L 메스실린더에 넣어 혼합한 후 15분 동안 유지하여 메스실린더 내의 바닥으로부터 섬유가 쌓인 최대 높이를 측정하였다. 섬유의 복원정도는 물의 총 높이에 대한 상기 섬유가 쌓인 최대 높이의 비율로 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타냈다. 25 g of fibers of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 were mixed with 1 L of water and pulverized for 30 seconds at 11,000 rpm using a grinder to obtain an average length of 5 mm. Thereafter, the pulverized product was put in a 1L measuring cylinder, mixed, and held for 15 minutes to measure the maximum height of fibers accumulated from the bottom of the measuring cylinder. The degree of restoration of the fibers was evaluated as the ratio of the maximum height of the fibers to the total height of water, and the results are shown in Table 1.
시험예Test example 2: 용해속도상수( 2: dissolution rate constant ( KK disdis ))
제조된 섬유의 생분해성을 평가하기 위해 아래와 같은 방법으로 인공체액에 대한 용해도를 구하였다. In order to evaluate the biodegradability of the prepared fiber, the solubility of the artificial body fluid was calculated as follows.
구체적으로, 세라믹 섬유의 체내 생분해성은 인공체액에 대한 섬유의 용해도를 기준으로 평가하는데, 상기 용해도를 기준으로 한 체내 잔류시간을 비교한 후 다음 하기 수학식 1을 이용하여 용해속도상수(Kdis)를 계산하였다.Specifically, the biodegradability of ceramic fibers in the body is evaluated based on the solubility of the fibers in the artificial body fluid. After comparing the residence time in the body based on the solubility, the dissolution rate constant (K dis ) using the following equation (1) Was calculated.
상기 수학식 1에서, d0는 초기 평균 섬유경(㎛)이고, ρ는 섬유의 초기 밀도(g/㎤)이며, M0는 초기 섬유 질량(㎎)이고, M은 용해되고 남은 섬유의 질량(㎎)이며, t는 실험 시간(hr)이다.In Equation 1, d 0 is the initial average fiber diameter (µm), ρ is the initial density (g/cm 3) of the fiber, M 0 is the initial fiber mass (mg), and M is the mass of the remaining fiber after being dissolved. (Mg), and t is the experiment time (hr).
이때, 용해속도는 실시예 및 비교예에서 제조한 미네랄울을 플라스틱 필터 지지대로 고정된 0.2 ㎛ 폴리카보네이트 멤브레인 필터(polycarbonate membrane filter) 사이의 얇은 층 사이에 놓고 이 필터 사이로 인공체액을 여과시켜 용해속도를 측정하였다. 실험이 진행되는 동안 계속하여 인공체액의 온도를 37 ℃, 유량을 135 mL/일로 조절하고, 염산(HCl, 35.0~37.0%)을 이용하여 pH를 4.5로 유지시켰다.At this time, the dissolution rate was determined by placing the mineral wool prepared in Examples and Comparative Examples between a thin layer between 0.2 μm polycarbonate membrane filters fixed with a plastic filter support and filtering the artificial bodily fluid through these filters. Was measured. During the experiment, the temperature of the artificial body fluid was continuously adjusted to 37° C., the flow rate was adjusted to 135 mL/day, and the pH was maintained at 4.5 using hydrochloric acid (HCl, 35.0-37.0%).
장시간 동안 일어나는 섬유의 용해도를 정확히 측정하기 위하여 섬유를 21일간 침출(leaching)시키면서, 특정 간격(1일, 4일, 7일, 11일, 14일, 또는 21일)으로 여과된 인공체액을 유도 결합 플라즈마 분석법(ICP, Inductively Coupled Plasma Spectrometer)을 이용해서 용해된 이온들을 분석한 후 이 결과를 이용해서 상기 수학식으로 용해속도 상수()를 계산하였으며, 그 결과를 표 2 및 3에 나타내었다.In order to accurately measure the solubility of the fiber that occurs over a long period of time, the fiber is leached for 21 days, while inducing the filtered artificial body fluid at specific intervals (1 day, 4 days, 7 days, 11 days, 14 days, or 21 days) After analyzing the dissolved ions using an Inductively Coupled Plasma Spectrometer (ICP), the dissolution rate constant ( ) Was calculated, and the results are shown in Tables 2 and 3.
또한, 섬유의 용해속도를 측정하기 위해 사용한 인공체액 1L에 들어 있는 성분의 함량(g)은 표 1에 나타내었다.In addition, the content (g) of the component contained in 1L of the artificial body fluid used to measure the dissolution rate of the fiber is shown in Table 1.
시험예Test example 3: 가열 3: heating 선수축율Player reduction rate
미네랄울의 가열 선수축율을 측정하기 위해, 실시예 및 비교예에서 제조한 미네랄울을 패드(Pad) 형태의 시편으로 제조한 후 실험에 사용하였다. In order to measure the heating precontraction rate of the mineral wool, the mineral wool prepared in Examples and Comparative Examples was prepared as a specimen in the form of a pad, and then used in the experiment.
구체적으로, 미네랄울 220 g을 0.2 % 녹말 용액에서 충분히 해면한 후, 300 × 300 ㎜의 주형에 넣고, 해면된 섬유를 고르게 하여 면 편차를 줄인 후 주형 바닥을 통해 녹말 용액을 배수함으로써 패드를 제조하였다. 이후 제조한 패드를 100 ℃의 오븐에서 24 시간 동안 충분히 건조시킨 후 100mm × 100mm × 25㎜(가로×세로×두께)의 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 이후, 백금핀을 이용하여 시편 상에 측정점을 표시한 다음 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정점 사이의 거리를 측정한 후 상기 시편을 750 ℃로 가열된 노(furnace)에 위치시켜 1 시간 30분 동안 가열한 다음 상온에서 냉각시켰다. 냉각된 시편의 측정점 사이의 거리를 측정하여 열처리 전후의 측정결과를 비교한 후 하기 수학식 2를 이용하여 가열 선수축율을 계산하였으며, 그 결과를 하기 표 2 및 3에 나타내었다.Specifically, 220 g of mineral wool is sufficiently sponged in 0.2% starch solution, then put in a 300 × 300 mm mold, and the sponged fibers are evenly reduced to reduce the cotton deviation, and then the starch solution is drained through the mold bottom to make a pad. I did. Thereafter, the prepared pad was sufficiently dried in an oven at 100° C. for 24 hours, and then cut into a size of 100 mm×100 mm×25 mm (width×length×thickness) to prepare a specimen. Thereafter, the measurement points were marked on the specimen using a platinum pin, and the distance between the measurement points was measured using a vernier caliper, and the specimen was placed in a furnace heated at 750° C. and heated for 1 hour and 30 minutes. Then it was cooled at room temperature. After comparing the measurement results before and after heat treatment by measuring the distance between the measurement points of the cooled specimen, the heating pre-contraction rate was calculated using Equation 2 below, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.
상기 수학식 2에서, l0는 열처리 전 측정점 사이의 거리이고, l1는 열처리 후 측정점 사이의 거리이다.In Equation 2, l 0 is a distance between measurement points before heat treatment, and l 1 is a distance between measurement points after heat treatment.
(중량부)Furtherance
(Part by weight)
(중량부)Furtherance
(Part by weight)
표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 미네랄울은 섬유의 복원정도가 우수함으로 뿜칠용으로 적절함을 알 수 있었다.As shown in Table 2, it was found that the mineral wool of Examples 1 to 6 was suitable for spraying because of its excellent fiber restoration.
반면, 표 3에서 보는 바와 같이, 과량 또는 소량의 CaO를 포함하는 비교예 1 및 2, 소량 또는 과량의 MgO를 포함하는 비교예 3 내지 6, 및 소량의 Al2O3을 포함하는 비교예 7의 미네랄울은 50 % 이하의 낮은 섬유 복원정도를 보였다. 특히, (Al2O3+MgO)/CaO의 중량비가 0.95 미만이고, (CaO+MgO+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3)의 중량비가 0.64 미만 또는 0.77 초과인 비교예 1 및 4의 미네랄울은 용해속도상수가 300 ng/㎠·hr 미만으로 생분해성이 부족했다. 또한, (CaO+MgO+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3)의 중량비가 0.64 미만 또는 0.77 초과이고, 과량의 MgO 또는 Al2O3를 포함하는 비교예 6 및 7 의 미네랄울은 용해속도상수가 300 ng/㎠·hr 미만으로 생분해성이 부족했다.On the other hand, as shown in Table 3, Comparative Examples 1 and 2 containing an excess or a small amount of CaO, Comparative Examples 3 to 6 containing a small amount or an excess of MgO, and Comparative Example 7 containing a small amount of Al 2 O 3 The mineral wool showed a low fiber recovery degree of less than 50%. In particular, the weight ratio of (Al 2 O 3 +MgO)/CaO is less than 0.95, and the weight ratio of (CaO+MgO+Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) is The mineral wool of Comparative Examples 1 and 4, which was less than 0.64 or more than 0.77, had a dissolution rate constant of less than 300 ng/cm 2·hr and had insufficient biodegradability. In addition, the weight ratio of (CaO+MgO+Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) is less than 0.64 or more than 0.77, and contains an excess of MgO or Al 2 O 3 The mineral wool of Comparative Examples 6 and 7 had a dissolution rate constant of less than 300 ng/cm 2·hr and had insufficient biodegradability.
Claims (5)
(Al2O3+MgO)/CaO의 중량비가 0.95 내지 1.15이고, (CaO+MgO+ Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) 중량비가 0.64 내지 0.77이며,
이로부터 제조된 미네랄울의 섬유 복원정도가 50% 이상인, 미네랄울 제조용 조성물.35 to 40 parts by weight of SiO 2 , 16 to 22 parts by weight of Al 2 O 3 , 0.5 to 1.5 parts by weight of iron oxide (including at least one of FeO and Fe 2 O 3 ), 25 to 35 parts by weight of CaO, 7.5 to 12 parts by weight As a composition for producing mineral wool comprising MgO, and 1 to 4 parts by weight of R 2 O (including at least one or more of Na 2 O and K 2 O),
The weight ratio of (Al 2 O 3 +MgO)/CaO is 0.95 to 1.15, and the weight ratio of (CaO+MgO+ Na 2 O+K 2 O)/(SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ) is 0.64 to 0.77 Is,
A composition for producing mineral wool, having a fiber restoration degree of 50% or more of the mineral wool produced therefrom.
상기 미네랄울은 섬유 복원정도가 50% 이상인, 미네랄울.As a mineral wool prepared from the composition for producing mineral wool of claim 1,
The mineral wool has a fiber restoration degree of 50% or more.
상기 미네랄울은 인공체액에 대한 용해속도상수가 300 ng/㎠·hr 이상인, 미네랄울.The method according to claim 2,
The mineral wool is a mineral wool that has a dissolution rate constant of 300 ng/㎠·hr or more for an artificial body fluid.
상기 미네랄울은 가열 선수축율이 5 % 이하인, 미네랄울.The method according to claim 2,
The mineral wool is mineral wool with a heating pre-contraction rate of 5% or less.
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