NO158574B - Glassfibre samt anvendelse av disse. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår glassfibre. Mere spesielt har oppfinnelsen til gjenstand fibre med en sammensetning som gjør at de kan trekkes til diskontinuerlige fibre ved hjelp av komprimert luft, luftstråler, varme gasser eller sentrifugering.

Oppfinnelsen angår videre anvendelsen av disse glassfibre, i særdeleshet for isolasjonsformål.

Fibrene ifølge oppfinnelsene trekkes ifølge en fremgangs-måte som består i å mate smeltet glass til et hult legeme som dreier seg med stor hastighet og som oppviser en perifer vegg som er gjenomhullet av tallrike munninger gjennom hvilke glasset slynges horisontalt under påvirkning av sentri-fugalkraften. Det danner seg så primærfibre som derefter trekkes ovenfra og nedover ved hjelp av flammer eller gasstrømmer.

Denne fremgangsmåtetype og innretninger for gjennomføring av slike er f.eks. beskrevet i FR-PS 1 382 917 og 2 443 436.

Sammensetningene av glass som idag benyttes for fremstilling av fibre resulterer i et kompromiss mellom egenskaper egnet for fibrene, omkostninger for de forskjellige primærmaterialer og begrensninger som legges på de innretninger som benyttes for fremstillingen. Således krever f.eks. arten av materiale som benyttes for å fremstille det hule legemet glass hvis fysikalske karakteristika tillater dannelse av primære fibre ved temperaturer under 1100°C. De fleste av de kjente glassblandinger som benyttes for fremstilling av fibre tilfredsstiller generelt pålagte begrensninger, dog på bekostning f.eks. av visse økonomiske aspekter.

Videre omfatter en stor del av de kjente blandinger et stort antall bestanddeler som krever et stort antall primærmate-riale som er vitrifiserbare og som er nødvendige for oppar-beiding av glasset. Dette store antall medfører nye forskningskilder og en økning av lagrings- og tilveiebring-ingsomkostninger.

Det skal likeledes understrekes at et stort antall av bestanddelene som innføres i blandinger av kjent type stammer fra primærmaterialer av tvilsom type. En stor andel av slike bestanddeler og/eller deres innføring i blandingene i ikke-neglisjerbare mengder har en meget stor innflydelse på prisen på det fremstilte glass.

Videre fremtvinger smelting av visse blandinger av kjent type i ovner som oppvarmes med gass, hyppig utslipp av flyktige stoffer. Denne forflyktigelse fører til at andelen i den vitrifiserbare blanding av flyktige stoffer må økes og at det videre må installeres innretninger for rensing av røk.

Den senere tids anvendelse av elektriske ovner har ført til en reduksjon av tap på grunn av flyktige stoffer. Imidlertid er de kjente blandinger, selv om de stort sett er tilfredsstillende, ikke tilpasset elektrisk smelting. Når disse blandinger smeltes i elektriske ovner observerer man at sjiktet av den vitrifiserbare blanding som dekker badet, ikke er stabil. Det danner seg gass-lommer som sprekker og som på intermitterende måte avdekker glassover-flaten. Disse leilighetsvise fenomener fører til leilighetsvise termiske tap som ikke er neglisjerbare, og videre til tap av materiale på grunn av forf lyktigelse som dog er mindre viktig enn de som observeres i de ovner som oppvarmes ved hjelp av gass.

For å oppnå oppfinnelsens gjenstand benyttes glassblandinger som tillater en stabil og regulær smelting i elektriske ovner. Disse glassblandinger har begrensede mengder av visse bestanddeler og omfatter kun få giftige bestanddeler i liten mengde.

Blandingene som benyttes tilfredsstiller visse av disse kriterier takket være systematisk innføring av fluor i blandingene.

Man har fastslått, uten helt å kunne forklare hvorfor, at innføring av denne komponent sikrer en regulær angivelse av gass fra dekomponering av primærmaterialet, og videre en spesiell stabil smelting.

Viskositetskarakteristika og devitrifiseringskarakteristika for glassblandingen som benyttes styres spesielt av innføring av alkalioksydene Na20 og KgO og av B2°3 og fluor.

Innflydelsen henholdsvis for bor og fluor på viskositeten i glassblandingen er slik at de to komponenter innføres i blandingen tatt i betraktning de respektive virkninger for hver av dem.

For med nøyaktighet å kontrollere den totale virkning av bor og fluor på viskositeten mens man samtidig holder mengden av de to bestanddeler innenfor økonomiske grenser, innføres de i blandingen i henhold til den følgende oppstilling:

der faktoren som styrer fluor tillater å avveie innvirkningen av denne komponent på viskositeten og derved direkte å sammenligne denne med bor. Således har 2 vekt-# fluor i glasset praktisk talt samme virkning på viskositeten som 3 vekt-# B2°3'

Denne oppstilling tillater likeledes å optimalisere innvirkningen av bor og fluor på devitrifiseringen og samtidig å oppnå glass som begynner å krystallisere ved ekstremt lave temperaturer.

For å redusere viskositeten under samtidig oppnåelse av udmerkede devitrifiserlngskarakteristika omfatter blandingene ifølge oppfinnelsen bortsett fra bor og fluor, alkalioksydene NagO og KgO som Innføres i vektandeler som angitt i det følgende:

Generelt omfatter glassfibrene ifølge oppfinnelsen følgende komponenter i vekt-#:

og i tillegg tilsettes alkalioksydene Na20 og KgO i vektmengder som er angitt ovenfor, BgOg og F på samme måte.

Glassfibrene ifølge oppfinnelsen har fortrinnsvis en sammensetning som omfatter de allerede anførte komponenter vekt-& som definert nedenfor innen de to angitte områder:

Disse forskjellige blandinger omfatter likeledes oksygen Na20 og KgO i henhold til de definerte mengder som angitt ovenfor.

5

To områder som gir spesielt fordelaktige blandinger er i vekt-# avgrenset som følger:

Blandingene innenfor de to siste områder som oppviser de beste karakteristika er de som tilfredsstiller kravet:

Generelt er de fibrene ifølge oppfinnelsen som oppviser størst interesse hva angår viskositet, devitrifisering og også økonomi, de som benytter bor og fluor i vekt-andeler som angis som følger:

I de følgende eksempler betyr "MDT" den høyeste devitrifiseringstemperatur; "OVT" den temperatur der man fastslår at veksthastigheten for krystallene i glasset er lik 0; "MVT" den hastighet der man fastslår at veksthastigheten for glasskrystallene er maksimal; og "MH" den hastighet der krystallveksthastigheten i glasset uttrykkes i pm/min.

De forskjellige karakteristika for blandingene som benyttes for fibrene ifølge oppfinnelsen vil forstås bedre ut fra følgende eksempler:

EKSEMPEL 1

EKSEMPEL 2 EKSEMPEL 3

EKSEMPEL 4 EKSEMPEL 5

EKSEMPEL 6 EKSEMPEL 7

EKSEMPEL 8 EKSEMPEL 9

EKSEMPEL 10

Glassfibrene ifølge oppfinnelsen oppviser et antall bemerk-elsesverdige karakteristika som man finner ved undersøkelse av de foregående eksempler.

Glassene oppviser en lav viskositet; for å ta et godt kjent punkt, viskositeten ved 1000 P den tilsvarende temperatur for glassene ifølge oppfinnelsen er lavere eller lik 1100°C.

Videre devitrifiserer glassene vedtemperaturer som er eksepsjonelt lave. Således er den øverste devitrifiseringstemperatur generelt under 980°C og nesten alltid under 960°C.

Avstanden mellom temperaturen som tilsvarer 1000 P og den øvre devitrifiseringstemperatur er generelt over 100°C og går sjelden utover 200°C.

Temperaturen som tilsvarer 0-vekst-temperaturen, vanligvis kalt likvidus, er generelt under 920°C og som regel under /eller lik 900°C.

Avstanden mellom temperaturen som tilsvarer en viskositet på 10000 P og likvidus er alltid sterkt positiv. Denne avstand er et viktig kriterium for å bedømme fib-rer ingsmul ighetene , f.eks. for de fibreringsprosesser ved sentrifugering som er beskrevet i den tidligere nevnte dokumentasjon, vis a vis devitrifisering. Når således denne avstand er positiv er risikoen for devitrifisering i apparaturen praktisk talt null.

Videre er temperaturen som tilsvarer den maksimale vekst av krystaller generelt under 840°C og hyppig under eller lik 820°C.

Hva angår den maksimale hastighet ligger den innenfor de grenser som vanligvis tillates for denne type glass. Takket være disse karakteristika passer blandingene som benyttes for fibrene ifølge oppfinnelsen spesielt godt til fremstilling av kontinuerlige fibre, spesielt egnet til å inngå i materialer bestemt for termisk og/eller akustisk isolasjon.

Det dreier seg for eksempel om rørformede produkter ment for termiske rørledningsisolasjoner, plater eller ildsikrende elementer, visse produkter kan likeledes tjene som akustisk isolasjon, for eksempel lyddempende elementer som er anordnet på eller inne i fluldledninger.

Claims (8)

1. Glassfibre, karakterisert ved at de består av følgende bestanddeler på vektbasis: idet de to siste bestanddeler innarbeides i henhold til vektandeler som styres som følger: idet fibrene videre omfatter alkalioksydene Na20 og KgO i henhold til vektandeler som følger:

2. Fibre ifølge krav 1, karakterisert ved at de har følgende sammensetning på vektbasis: med: og:

3. Fibre i henhold til kravene 1 og 2, karakterisert ved at de på vektbasis består av: med: og:

4. Fibre Ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at de på vektbasis består av: med:

5. Fibre ifølge krav 4, karakterisert ved at de på vektbasis består av følgende bestanddeler: med:

6. Fibre ifølge krav 5, karakterisert ved at de inneholder bor og fluor i vektandeler som styres som følger:

7. Fibre ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at de inneholder bor og fluor i henhold til følgende ligning:

8. Anvendelse av glassfibre i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-7 for fremstilling av produkter ment for termisk isolasjon slik som rørformede produkter anordnet på kanali-seringer, plater eller ildsikrende elementer, eller produkter ment for akustisk isolasjon slik som lyddempende elementer anordnet på eller inne i fluidledninger.