NO326432B1 - Mineralfibre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører mineralfibre.

Mineralfibre fremstilles ved smelting og sentrifugering av mineralråmaterialer, slik som stein, slagg eller lignende materialer, og anvendes i stor grad ved fremstillingen av mineralfibermatter og tepper, spesielt for varme- og lyd-isolasjonsformål i bygningsindustrien. Følgelig bør en matte av denne type i første rekke utvise gode isoleringsegenskaper mot varme og lyd. I tillegg bør matten fordel-aktig utvise god styrke og elastisitet, samt god temperaturresistens. I første rekke av

produksj onsøkonomiske

grunner er det også viktig at mineralsmelten har en sammensetning som produksjonsteknisk er fordelaktig, eksempelvis gode fiberdannende egenskaper.

Et bredt område av isolasjonsprodukter er tilgjengelige i markedet, og produktene har ikke bare forskjellige isolasjonsegenskaper, men også varierende grad av temperatur-resistens. Temperaturresistente mineralfiberprodukter betyr produkter som kan motstå forhøyede temperaturer over lengre tidsperioder uten å endre form eller dimensjoner i noen

vesentlig grad. Slike produkter er således attraktive fra et brannforhindrende synspunkt.

Konvensjonelle glassfibre har en temperaturresistens opp til ca. 550°C, mens temperaturresistensen for konvensjonell steinull er bedre, opp til ca. 700°C. Imidlertid er det en interesse for produkter med enda høyere temperaturresistens, opp til 1100 - 1200°C, og slike produkter er også tilgjengelige i markedet.

I den senere tid har økt viktighet også vært knyttet til egenskapene for matten ut ifra et arbeidshygiene-synspunkt.

Det er således igangsatt arbeid for å utvikle fibre som har økt oppløselighet i biologiske fluida for å sikre at fibre som under håndtering av mineralullen tas opp i legemet uten å transporteres derfra, forsvinner ved oppløsning i kroppsfluidumet. Slike oppløselige fibre er eksempelvis beskrevet i EP-patent EP-B-558 548. Disse fibre utviser, som stein-ullfibre generelt, et økt kalsiumoksidinnhold i forhold til dets magnesiumoksidinnhold, da magnesiumoksid generelt er antatt å ha en uønsket økende effekt, og kalsiumoksid en ønsket nedsettende effekt på smelteliquidus-temperaturen.

Én hensikt med foreliggende oppfinnelse er å modifisere de oppløselige fibre eksempelvis av den type som er beskrevet i det nevnte EP-patent for å gjøre slike fibre mer temperaturresistente. En hensikt med oppfinnelsen er også å garantere at fiberfremstillingen kan finne sted på en økonomisk fordelaktig måte, med bibeholdte eller forbedrede glassegenskaper for smeiten og en nedsatt fare for at smeiten størkner for tidlig, og med godt utbytte av fibre av god kvalitet, eksempelvis lange fibre med jevn fiberdiameter og med god fiberstyrke. Slike fibre vil på sin side gi en

fibermatte med forbedret stivhet, elastisitet og varme-resistens.

De ovenfor nevnte fordeler oppnås med mineralfibre i henhold til oppfinnelsen og som i motsetning til fibrene i henhold til EP-B-558-548 inneholder en økt mengde magnesiumoksid i forhold til kalsiumoksidinnholdet. I henhold til oppfinnelsen er det overraskende funnet at med en fosfor-inneholdende fiber med omvendt CaO/MgO-forhold kan de ovenfor nevnte gunstige egenskaper oppnås både med hensyn til fiberfremstilling og de derved erholdte fibre og produkter fremstilt derav.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en mineralfiber som er kjennetegnet ved at den har følgende sammensetning i vekt%:

idet vektforholdet CaO/MgO < 1, og summen av CaO + MgO =

30 - 38 vekt%.

Betegnelsen "andre" komponenter, angitt ovenfor, omfatter slike eventuelle komponenter, spesielt forurensinger, som er uten vesentlig betydning med hensyn til egenskapene for den fremstilte fiber, slik som Ti, Zr, Cr, Mn, etc, idet hver individuelle annen komponent fortrinnsvis ikke er tilstede i en mengde overstigende 1 vekt%. I denne beskrivelse vil betegnelsen Fe203også omfatter toverdig jern FeO.

I henhold til en foretrukken utførelsesform vedrører oppfinnelsen en mineralfiber som har følgende sammensetning i vekt%:

I henhold til en foretrukken utførelsesform inneholder fibersammensetningen MgO og CaO i slike mengder at vektforholdet CaO/MgO er større enn 0,7, fortrinnsvis 0,7 - 0,9.

I henhold til en ytterligere foretrukken utførelsesform er summen av MgO + CaO 30 - 37 vekt%, fortrinnsvis 32 - 35 vekt%.

I henhold til en ytterligere foretrukken utførelsesform vedrører oppfinnelsen en mineralfiber som inneholder 18 - 20 vekt% MgO, spesielt 18 - 19 vekt% MgO, og 15 - 16 vekt% CaO. Ett eksempel på en slik fiber har i det vesentlige en sammensetning inneholdende i vekt%:

I henhold til en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen har mineralfiberen følgende sammensetning i vekt%:

I henhold til en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen inneholder en foretrukken mineralfiber følgende sammensetning inneholdende i vekt%:

Ifølge oppfinnelsen er det funnet at ved å anvende et økt jernoksidinnhold i blanding så er det mulig å øke anvendelsestemperaturen for fiberproduktet til og med til verdier opp til og over 1000°C.

Blandingen i henhold til oppfinnelsen fremstilles på konvensjonell måte ved å blande og smelte egnede råmaterialer. Slike råmaterialer er eksempelvis olefin-serpentin-talkum-baserte mineraler, fayalitt, kimberlitt, peridotitt, kvarts, kvartssand, diatomitt, wollastonitt, apatitt eller syntetisk fosfat, sement, kalk, lav-aluminium-slagg, etc. Blandingen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes for fremstilling av fibre på en konvensjonell måte, eksempelvis ved kaskadesentrifugering av den erholdte smelte.

Råmaterialene kan anvendes som sådanne, malt og sortert i et egnet stykke eller partikkelstørrelse, eller som ferdig-fremstilte briketter med en egnet sammensetning anvendt alene eller som utgjør en del av chargen.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

En kupolovn ble fylt med råmaterialer valgt fra dem gjengitt ovenfor i egnete mengder til å gi den ønskede sammensetning av fiberproduktet. Fibre ble fremstilt fra den erholdte smelte på konvensjonell måte ved kaskadesentri-fugering, idet fibrene ble oppsamlet på en transportør for dannelse av en mineralfiberbane.

I den følgende tabell indikerer eksemplene 1-6 sammensetninger for fibre i henhold til oppfinnelsen, mens eksemplene indikert med Ref. A, Ref. B og Ref. C er referanse-sammensetninger.

Ref. A er en steinullsammensetning med et konvensjonell CaO/MgO forhold, men uten noe innhold av fosfor, mens Ref. B er en steinullsammensetning omfattende et "omvendt" CaO/MgO-forhold, også uten noe innhold av fosfor. Ref. C er en steinullsammensetning med konvensjonelt CaO/MgO forhold, men som også inneholder fosfor. Fra tabellen kan det sees at når CaO/MgO-forholdet vendes om, sammenlignet med det konvensjonelle forhold (Ref. A -> Ref. B), vil sintringstemperaturen for ullen tilta, dvs. at dets temperaturresistens øker. Denne økning i temperatur-resistens muliggjør innbefattelse av fosfor, som har en sintringstemperatur-nedsettende effekt (Ref. A -> Ref. C). Tilsetningen av fosfor er nødvendig for å øke fiberoppløselighet i biologiske fluida.

Ved reversering av CaO/MgO-forholdet i henhold til oppfinnelsen, blandinger 1-6, kan en økning i temperaturresistensen observeres sammenlignet med Ref. C. Forskjellen kan også sees i sintringstemperaturen, men også i temperaturen som indikerer maksimal anvendelsestemperatur. Spesielt høye anvendelsestemperaturer kan observeres for blanding 1 som har et høyt jerninnhold.

Blandingene i henhold til oppfinnelsen gir også, sammenlignet med sammensetning Ref. A, et vesentlig bedre fiber-utbytte med mindre skuddinnhold, som følge av den gunstige effekt av fosfor på fiberproduksjonen, som et resultat av den viskositetsøkende effekt av fosfor i smeiten. I tillegg er fiberblandingene inneholdende fosfor mer oppløselige enn fosforfrie blandinger (blanding 1 i forhold til Ref. B).

Claims (8)

1. Mineralfiber, karakterisert vedat den har den følgende sammensetning i vekt%:

idet vektforholdet CaO/MgO < 1 og summen av CaO + MgO = 30 - 38 vekt%.

2. Mineralfiber ifølge krav 1,karakterisert vedat den har den følgende sammensetning i vekt%:

3. Mineralfiber ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat sammensetningen inneholder MgO og CaO i slike mengder at forholdet CaO/MgO er større enn 0,7, fortrinnsvis 0,7 - 0,9.

4. Mineralfiber ifølge hvilke som helst av kravene 1-3,karakterisert vedat i sammensetningen er summen av MgO + CaO = 30 - 37, fortrinnsvis 32 - 35 vekt%.

5. Mineralfiber ifølge hvilke som helst av kravene 1-4,karakterisert vedat den inneholder 18 - 20 vekt% MgO og 15 - 16 vekt% CaO.

6. Mineralfiber ifølge krav 5,karakterisert vedat den har en sammensetning inneholdende i vekt%:

7. Mineralfiber ifølge krav 1,karakterisert vedat den har en sammensetning som inneholder i vekt%:

8. Mineralfiber ifølge krav 7,karakterisert vedat den har en sammensetning inneholdende i vekt%: