NO316691B1 - Mineralfiberblanding - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en mineralfiberblanding som er meget godt nedbrytbar i et fysiologisk medium.

Teknikkens stand beskriver flere mineralfiberblandinger som sies å være nedbrytbare i et fysiologisk miljø.

Generelle fremgangsmåter ved fremstilling av mineralfiberblandinger er blant annet beskrevet i EP A 583791,

EP A 9418, WO A 830 1947 og PL A 160 196. Imidlertid er det i disse patentskrifter ikke nevnt noe om hvor vidt mineralfiberblandingene er nedbrytbare i et fysiologisk medium.

Fysiologisk nedbrytning av mineralfiberblandinger er av stor betydning ettersom forskjellige undersøkelser har vist at visse mineralfibre med meget liten diameter på mindre enn 3 pm, muligens er karsinogene, mens mineralfibre av en størrelse som er fysiologisk godt nedbrytbare, ikke oppvi-ser noen karsinogenisitet.

Mineralfiberblandingene har imidlertid også gode prosessegenskaper i forbindelse med kjente fremgangsmåter ved fremstilling av mineralull med liten diameter, spesielt "blast drawing method". Dette betyr at de har et tilstrekkelig bearbeidningsområde på f .eks. 80°C, og at det smeltede materiale har en egnet viskositet.

I tillegg har de mekaniske egenskaper og varmeegenskapene av mineralfibrene og av de tilsvarende produkter som frem-stilles derav, en vesentlig betydning. Mineralfibre anvendes f.eks. i stor utstrekning for isolasjonsformål. Spesielt for anvendelse innen den industrielle sektor og for brannbeskyttelseselementer, må mineralfibrene ha en tilstrekkelig varmestabilitet.

Det er formålet for oppfinnelsen å frembringe en ny mine-ralf iberblanding som kjennetegnes ved en høy grad av fysiologisk nedbrytbarhet, gode prosessegenskaper og en gunstig fremstilling.

Oppfinnelsen baserer seg på oppdagelsen at dette formål kan oppnås med bestemte mineralfiberblandinger som består av silisiumdioksyd og alkalijordoksyder, og som i tillegg har et relativt høyt innhold av natriumoksyd og/eller kaliumoksyd, og et betydelig innhold av aluminiumoksyd samt titanoksyd og/eller jernoksyd.

Man har funnet at slike mineralfiberblandinger tilfreds-stiller de kombinerte krav på egenskapene, fordi de har en høy grad av fysiologisk nedbrytbarhet, en tilstrekkelig varmestabilitet for isolasjonsformål innen den industrielle sektor og gode prosessegenskaper ved fremstilling av fak-tisk mineralull og produktene derav. Dette omfatter også betingelsen at den øvre glassyketemperatur av det smeltede materiale fortrinnsvis er under 1.300°C. Den midlere fiber-diameter er fortrinnsvis 4-5 um eller mindre.

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er en mineralfiberblanding med en høy grad av nedbrytbarhet i et fysiologisk medium, og som kjennetegnes ved de følgende bestanddeler i vekt%:

Det som i denne sammenheng benevnes Fe203, er innholdet av Fe203 og FeO (uttrykt som Fe203) .

I foretrukne utførelser av oppfinnelsen er Al203-innholdet rundt 14,2 vekt%, 14,5 vekt% eller 17,1 vekt% som konsentrasjonsverdier, eller som minste verdier av konsentrasjonsområdet inntil 25 vekt%.

Konsentrasjonen av Na20 + K20 er fortrinnsvis 10,4 vekt% eller 12 vekt% som konsentrasjonsverdier, eller som minste verdier for konsentrasjonsområdet inntil 19 vekt%.

Mineralfiberblandingene ifølge oppfinnelsen kan spesielt tynnes ved "blast drawing method", hvilket betyr at man erholder en mineralull med god finhet og et lavt innhold av kuler.

Slike mineralfibre oppnår en høy varmestabilitet og kan også anvendes for brannbeskyttelsesstrukturer med et mot-standstall på minst 90 minutter ifølge den såkalte ovn med liten flamme i henhold til DIN (tysk industristandard) 4102, del 17. Videre er grensetemperaturen for bruk i henhold til AGQ 132 for den industrielle sektor, over 600°C.

Selv om den relativt høye andel av natriumoksyd og/eller kaliumoksyd fører til et nedsatt smeltepunkt og dermed til bedre prosessegenskaper under smelte- og fiberdannelses-prosessene, har ullen allikevel en overraskende høy varmestabilitet .

For å oppnå de ovennevnte egenskaper, er det fordelaktig at det molare forhold mellom alkalioksyder og aluminiumoksyd, er

(Na20 + K20) : A1203 < 1:1,

fortrinnsvis er det molare forhold 1:1.

Dette molare forhold tilsvarer omtrent et vektforhold mellom alkalioksyder og aluminiumoksyd på < 0,7:1.

Mineralfiberblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse kan fortrinnsvis smeltes i smeltekar som oppvarmes med fossile brennstoffer, spesielt naturgass, ved smeltetemperaturer på 1.350-1.450°C. Slike smeltekar er egnet for å erholde et homogent smeltet materiale, hvilket er en betingelse for å oppnå en jevn produktkvalitet. Homogenitet av det smeltede glassmateriale gjør fiberdannelsesprosessen, og dermed produktets varme- og mekaniske egenskaper, også lettere å reprodusere, videre fører den kjemiske sammensetning av det således dannede mineralull, til en konsistent høyere fysiologisk nedbrytbarhetsgrad.

Spesielt tilsetningen av aluminiumoksyd, titanoksyd og jernoksyd hever varmestabiliteten av mineralullet.

Fortrinnsvis inneholder mineralfiberblandingene ifølge oppfinnelsen de følgende bestanddeler i vektprosent:

Mineralfiberblandingene ifølge oppfinnelsen inneholder spesielt de følgende bestanddeler i vektprosent:

Aluminiuminnholdet av blandingen er fortrinnsvis 13-20 vekt%.

Den fysiologiske nedbrytbarhet av mineralfibre ble bestemt i dyreeksperimenter, dvs. in vivo, ved den såkalte intra-trakealtest. Med denne hensikt ble testfibrene injisert via trakea inn i bronkialsystemet av lungene på testdyr (rotter) , ved én eller flere injeksjoner. I rotter, liksom også i mennesker, nedbrytes partikler som har trengt inn i lungene, fysiologisk ved forskjellige forsvarsmekanismer, f.eks. makrofager, eller ved kjemisk angrep av lungevæske. Ved forutbestemte tidspunkter ble som regel 35 dyr drept, og antallet fibre, dvs. ikke-nedbrutte fibre, inne i lungene ble bestemt.

Dette tjener til å bestemme hvor raskt fibrene nedbrytes inne i lungene. Basert på utviklingen over tid og ved hjelp av godkjente matematiske metoder, kan man bestemme halve-ringstiden for fibrene, dvs. tidsrommet under hvilket 50% av fibrene i lungene nedbrytes. En lav halveringstid tilsvarer en høyere fysiologisk nedbrytbarhet av fibret. Det såkalte Bayer B-01-fiber har en midlere halveringstid på 32 dager i intratrakealtesten.

Analogt med dette B-01-mineralfiber ble også andre mineralfibre undersøkt som hadde halveringstider på under 50 dager og som ble ansett for å være ikke-karsinogene.

Den fysiologiske nedbrytbarhet av mineralfibrene ifølge oppfinnelsen nådde selv verdier som var tydlig lavere enn 50 dager, spesielt en halveringstid på under 40 dager. Disse verdier utelukker karsinogenisitet.

Varmeegenskapene av mineralfibrene ble bestemt i en ovn med liten flamme som beskrevet i DIN 4102, del 17, Bestemmelse av grensetemperaturen for bruk.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i større detalj under henvisning til utførelseseksempler.

Eksempel 1

Man fremstilte en mineralull med den følgende sammensetning i vekt%:

Ved utførelse av "blast drawing method" og ved en tynnings-temperatur på 1.300-1.400°C, lot seg denne blanding lett formes til mineralfibre med den midlere diameter 4,5 um.

Ullen oppfylte betingelsene for smeltepunkttesten ved 1.000°C.

Eksempel 2

Man fremstilte en mineralull med den følgende sammensetning i vekt%:

Ved utførelse av "blast drawing method" og ved en tynnings-temperatur på 1.300-1.400°C, lot seg denne blanding lett formes til mineralfibre med en midlere diameter fra 4,5-5 um.

Eksempel 3

Man fremstilte en mineralull med den følgende sammensetning i vekt%:

Ved utførelse av "blast drawing method" og ved en tynnings-temperatur på 1.300-1.400°C, lot seg denne blanding lett formes til mineralfibre med den midlere diameter 5,5 um.

Eksempel 4

Man fremstilte en mineralull med den følgende sammensetning i vekt%:

Eksempel 5

Man fremstilte en mineralull med den følgende sammensetning i vekt%:

Eksempel 6

Man fremstilte en mineralull med den følgende sammensetning i vekt%:

Claims (3)

1. Mineralfiberblanding som er nedbrytbar i et fysiologisk medium, karakterisert ved at den inneholder de følgende bestanddeler i vekt%:

2. Mineralfiberblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder de følgende bestanddeler i vekt%:

3. Mineralfiberblanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den inneholder de følgende bestanddeler i vekt%: