PL194126B1

PL194126B1 - Wełna mineralna, jej zastosowanie i sposób jej wytwarzania

Info

Publication number: PL194126B1
Application number: PL01357221A
Authority: PL
Inventors: Jean-Luc Bernard; Serge Vignesoult; Patrice Lehuede
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2007-04-30
Also published as: CA2403014A1; ATE284369T1; NZ520973A; EA200200985A1; EA004869B1; NO20024362L; CA2403014C; KR20020087407A; UA77653C2; EP1265821B1; AU4426601A; CZ298076B6; US6897173B2; KR100765309B1; NO333900B1; JP2003527287A; IS6513A; ES2234826T3; EP1265821A1; PT1265821E

Abstract

1. Welna mineralna, trwala termicznie, podatna na rozpuszczanie sie w srodowisku fizjologicznym, wytwarzana zwlasz- cza przez wewnetrzne wirowanie, znamienna tym, ze welna zawiera wlókna, których skladniki sa wymienione nizej w procen- tach wagowych: SiO 2 35-60%, a zwlaszcza 39-55% Al 2O 3 12-27%, „ 16-25% CaO 0-35%, „ 3-25% MgO 0-30%, „ 0-15% Na 2O 0-17%, „ 6-12% K 2O 0-17%, „ 3-12% R 2O (Na 2O + K 2O) 10-17%, „ 12-17% P 2O 5 0-5%, „ 0-2% Fe 2O 3 0-20%, B 2O 3 0-8%, „ 0-4% TiO 2 0-3%, przy czym wlókna sa powleczone na powierzchni warstewka ze zwiazku fosforu, reagujacego z wlóknami poczawszy od tempe- ratury 100°C, w którym zawartosc fosforu wyrazonego w postaci P 2O 5 wynosi od 0,2%, korzystnie od 0, 5% do 5%, a zwlaszcza mniej niz 2% calkowitej masy wlókien. 16. Zastosowanie welny mineralnej okreslonej w zastrz. 1 w ognioodpornych ukladach konstrukcyjnych. 17. Sposób wytwarzania welny mineralnej, znamienny tym, ze wychodzac ze stopionych tlenków tworzy sie wlókna, zwlaszcza przez wewnetrzne wirowanie, których skladniki sa podane nizej w procentach wagowych: SiO 2 35-60%, a zwlaszcza 39-55% Al 2O 3 12-27%, „ 16-25% CaO 0-35%, „ 3-25% MgO 0-30%, „ 0-15% Na 2O 0-17%, „ 6-12% K 2O 0-17%, „ 3-12% R 2O (Na 2O + K 2O) 10-17%, „ 12-17% …………………………………………. PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)194126 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 357221 ⁽¹³⁾

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 16.03.2001 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

16.03.2001, PCT/FR01/00805 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

20.09.2001, WO01/68546 PCT Gazette nr 38/01 (51) Int.Cl.

C03C 13/00 (2006.01)

Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy (54)

Wełna mineralna, jej zastosowanie i sposób jej wytwarzania

	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo:	SAINT-GOBAIN ISOVER,Courbevoie,FR
17.03.2000,FR,00/03484	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 26.07.2004 BUP 15/04	Jean-Luc Bernard,Clermont,FR Serge Vignesoult,Paryż,FR Patrice Lehuede,Aubervilliers,FR
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2007 WUP 04/07	(74) Pełnomocnik: Dorota Orlińska, POLSERVICE, Kancelaria
	Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.

(57) 1. Wełna mineralna, trwała termicznie, podatna na rozpuszczanie się w środowisku fizjologicznym, wytwarzana zwłaszcza przez wewnętrzne wirowanie, znamienna tym, że wełna zawiera włókna, których składniki są wymienione niżej w procentach wagowych:

SiO2	35-60%, a zwłaszcza	39-55%
Al2O3	12-27%, ^„	16-25%
CaO	0-35%, ^„	3-25%
MgO	0-30%, ^„	0-15%
Na₂O	0-17%, ^„	6-12%
K2O	0-17%, ^„	3-12%
R2O (Na2O + K2O)	10-17%, ^„	12-17%
P2O5	0-5%, ^„	0-2%
Fe2O3	0-20%,
B2O3	0-8%, ^„	0-4%
TiO2	0-3%,

przy czym włókna są powleczone na powierzchni warstewką ze związku fosforu, reagującego z włóknami począwszy od temperatury 100°C, w którym zawartość fosforu wyrażonego w postaci P2O5 wynosi od 0,2%, korzystnie od 0, 5% do 5%, a zwłaszcza mniej niż 2% całkowitej masy włókien.

16. Zastosowanie wełny mineralnej określonej w zastrz. 1 w ognioodpornych układach konstrukcyjnych.

17. Sposób wytwarzania wełny mineralnej, znamienny tym, że wychodząc ze stopionych tlenków tworzy się włókna, zwłaszcza przez wewnętrzne wirowanie, których składniki są podane niżej w procentach wagowych:

SiO2	35-60%, a zwłaszcza	39-55%
Al2O3	12-27%, ^„	16-25%
CaO	0-35%, ^„	3-25%
MgO	0-30%, ^„	0-15%
Na₂O	0-17%, ^„	6-12%
K2O	0-17%, ^„	3-12%
R2O (Na2O + K2O)	10-17%, ^„	12-17%

PL 194 126 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wełna mineralna, jej zastosowanie i sposób jej wytwarzania.

Wynalazek dotyczy dziedziny sztucznych wełen mineralnych, a zwłaszcza wełen mineralnych przeznaczonych do wytwarzania materiałów termoizolacyjnych i dźwiękochłonnych albo podłoży do pozaglebowej hodowli roślin. Celem wynalazku jest zwłaszcza opracowanie trwałej termicznie wełny mineralnej przeznaczonej do zastosowań, w których istotna jest zdolność do znoszenia wysokich temperatur.

Takie wełny mineralne odgrywają ważną rolę w ogniotrwałości układów konstrukcyjnych, z którymi są one zintegrowane.

Wynalazek dotyczy zwłaszcza wełny mineralnej typu wełny żużlowej, to jest wełny, której skład chemiczny pociąga za sobą wyższą temperaturę likwidusa i wysoką płynność w temperaturze jej wytwarzania, związane z wyższą temperaturą przejścia w stan szklisty.

Przy tego rodzaju wełnie mineralnej przeprowadzanie stopionej masy we włókna prowadzi się sposobami wirowania, nazywanymi procesami „zewnętrznymi”, na przykład typu sposobów, w których stosuje się kaskadę kół wirówkowych zasilanych stopionym materiałem przez stacjonarne urządzenie rozdzielcze, co jest znane zwłaszcza z europejskich opisów patentowych nr EP-0 465 310 albo EP-0 439 385.

I odwrotnie, proces przeprowadzania stopionej masy we włókna drogą wirowania, nazywany procesem „wewnętrznym”, to jest takim, w którym stosuje się wirówki szybkoobrotowe i perforowane otworkami, jest zwykle zastrzeżony do przeprowadzania stopionej masy we włókna wełny mineralnej typu waty szklanej, schematycznie o składzie bogatszym w tlenki metali alkalicznych i o niskiej zawartości tlenku glinowego, o niższej temperaturze likwidusa i lepkości w temperaturze przeprowadzania stopionej masy we włókna, wyższej niż w przypadku wełny żużlowej. Ten sposób jest zwłaszcza znany z europejskich opisów patentowych nr EP-0 189 354 albo EP-0 519 797.

Ostatnio opracowano jednak rozwiązania techniczne umożliwiające przystosowanie procesu wirowania wewnętrznego do wytwarzania włókien wełny żużlowej, zmieniając zwłaszcza skład materiału konstrukcyjnego wirówek i ich parametrów roboczych. Dalsze szczegóły na ten temat są znane z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO 93/02977. Ujawniono, że takie przystosowanie procesu jest szczególnie interesujące w kierunku, w którym umożliwia się łączenie właściwości, które były dotychczas właściwe tylko dla jednego albo drugiego z tych rodzajów wełen, żużlowej albo szklanej. W ten sposób wełna żużlowa otrzymana drogą wirowania wewnętrznego ma jakość porównywalną z watą szklaną, a problemy z wytwarzaniem włókien ze stopionej masy występują w mniejszym stopniu niż w przypadku wełny żużlowej otrzymanej konwencjonalnie. Natomiast zachowuje ona dwa atuty związane z jej naturą chemiczną, a mianowicie niski koszt materiałów chemicznych i trwałość w wyższej temperaturze.

Stąd są możliwe dwie drogi przeprowadzania stopionej masy we włókna wełny żużlowej, przy czym wybór jednej albo drugiej drogi zależy od pewnej liczby kryteriów, w tym poziomu jakości jaki jest wymagany ze względu na przewidywane zastosowanie oraz wykonalność przemysłową i ekonomiczną.

Do tych kryteriów dodaje się od kilku lat kryterium związane z podatnością wełny mineralnej na rozkład biologiczny, a mianowicie zjej zdolnością do szybkiego rozpuszczania się w środowisku fizjologicznym pod kątem zapobiegania wszelkiemu potencjalnemu zagrożeniu chorobotwórczemu związanemu z ewentualnym gromadzeniem się najdrobniejszych włókien w organizmie drogą wdychania.

Poza tym w znacznej liczbie zastosowań wełen mineralnych wykorzystuje się ich znaczącą trwałość termiczną, jaką mają niektóre kompozycje wełen mineralnych. Znana jest zwłaszcza trwałość termiczna wełen mineralnych otrzymanych z bazaltów albo żużli wzbogaconych w żelazo.

Wadą tych kompozycji jest w przypadku bazaltu jego słabe rozpuszczanie się w środowisku fizjologicznym, a w przypadku żużli bogatych w żelazo - z ich wyższą temperaturą przeprowadzania we włókna, która ogranicza proces przeprowadzania tych kompozycji we włókna w procesach nazywanych procesami „wewnętrznymi”.

Rozwiązanie problemu wyboru kompozycji wełny mineralnej typu wełny żużlowej, zdolnych do biorozpuszczania, polega na stosowaniu większej zawartości tlenku glinowego i umiarkowanych zawartości tlenków metali alkalicznych.

To rozwiązanie prowadzi do wyższych kosztów surowców na skutek korzystnego stosowania boksytu.

PL 194 126 B1

Celem niniejszego wynalazku jest polepszenie chemicznego składu włókien, jakie zawierają wełny mineralne typu wełen żużlowych, przy czym polepszenie mana celu zwłaszcza zwiększenie ich podatności na rozkład biologiczny z podatnością na przeprowadzanie stopionej masy we włókna, zwłaszcza i korzystnie drogą wirowania wewnętrznego, zachowując jednocześnie możliwość otrzymywania tych kompozycji z tanich surowców i nadawania tym wełnom mineralnym doskonałej trwałości termicznej.

„Wełną mineralną trwałą termicznie” albo „mającą trwałość termiczną” nazywa się wełnę mineralną posiadającą właściwości odporności na temperaturę, to jest odporną na znaczne osiadanie, gdy ogrzewa się ją zwłaszcza do temperatur co najmniej 1000°C.

Uważa się, że wełna mineralna jest trwała termicznie, jeżeli odpowiada kryteriom określonym w projekcie normy „Materiały izolacyjne: trwałość termiczna”, takim jaki jest proponowany przez NORDTEST (NT FIRE XX - NORDTEST REMISS N° 1114-93).

Ta norma określa sposób postępowania przy określaniu trwałości termicznej próbki materiału izolującego w temperaturze 1000°C. Próbkę materiału izolującego (a mianowicie o wysokości 25 mm i średnicy 25 mm) wprowadza się do pieca, który umożliwia obserwowanie osiadania próbki w zależności od temperatury w styczności z próbką.

Temperatura pieca wzrasta z szybkością 5°C na minutę począwszy od temperatury otoczenia do temperatury co najmniej 1000°C.

Zgodnie z tym projektem normy materiał izolacyjny określa się jako trwały termicznie, jeżeli próbka tego materiału nie osiada o więcej niż 50% swojej grubości początkowej do osiągnięcia temperatury 1000°C.

Przedmiotem wynalazku jest wełna mineralna, trwała termicznie, podatna na rozpuszczanie się w środowisku fizjologicznym, wytwarzana zwłaszcza przez wewnętrzne wirowanie, charakteryzująca się tym, że wełna zawiera włókna, których składniki są wymienione niżej w procentach wagowych:

SiO₂	35-60%,	a zwłaszcza 39-55%
Al2O3	12-27%,	^„ 16-25%
CaO	0-35%,	^„ 3-25%
MgO	0-30%,	^„ 0-15%
Na2O	0-17%,	^„ 6-12%
K2O	0-17%,	^„ 3-12%
R2O (Na2O + K2O)	10-17%,	^„ 12-17%
P2O5	0-5%,	^„ 0-2%
^Fe2^O3	0-20%,
^B2^O3	0-8%,	^„ 0-4%
TiO2	0-3%,

przy czym włókna są powleczone na powierzchni warstewką ze związku fosforu, reagującego z włóknami począwszy od temperatury 100°C, w którym zawartość fosforu wyrażonego w postaci P2O3 wynosi od 0,2%, korzystnie od 0,5% do 5%, a zwłaszcza mniej niż 2% całkowitej masy włókien.

Korzystnie wełna zawiera włókna, których składniki są wymienionej niżej w procentach wagowych:

SiO₂	39-55%,	a zwłaszcza 40-52%
Al2O3	16-27%,	^„ 16-25%
CaO	3-35%,	^„ 10-25%
MgO	0-15%,	^„ 0-10%
Na2O	0-15%,	^„ 6-12%
K2O	0-15%,	^„ 3-12%
R2O (Na2O + K2O)	10-17%,	^„ 12-17%
P2O5	0-5%,	^„ 0-2%
^Fe2^O3	0-15%,
^B2^O3	0-8%,	^„ 0-4%
TiO2	0-3%,

przy czym zawartość MgO wynosi od 0do 5%, a zwłaszcza od 0do 2%, gdy R2O £ 13,0%. Korzystnie wełna zawiera włókna, których składniki są wymienione niżej w procentach wagowych:

SiO2 39-55%, a zwłaszcza 40-52%

Al2O3 16-25%, ^„ 17-22%

PL 194 126 B1

CaO	3-35%,	^„ 10-25%
MgO	0-15%,	^„ 0-10%
Na2O	0-15%,	^„ 6-12%
K2O	0-15%,	^„ 6-12%
R2O (Na2O + K2O)	13,0-17%,
P2O5	0-5%,	^„ 0-2%
^Fe2^O3	0-15%,
^B2^O3	0-8%,	^„ 0-4%
TiO2	0-3%.

Korzystnie zawartość tlenków metali alkalicznych Na2O + K2O we włóknach wynosi:

13,0% £ R2O £ 15%,a zwłaszcza 13,3% £ R2O £ 14,5%.

Korzystnie zawartości Fe2O3 wyrażone jako żelazo całkowite we włóknach są takie, że

0% £ Fe2O3 £ 5%, korzystnie 0% £ Fe2O3 £ 3%, a zwłaszcza 0,5% £ Fe2O3 £ 2,5%.

Korzystnie zawartości Fe2O3 wyrażone jako żelazo całkowite we włóknach są takie, że:

5% £ Fe2O3 £ 15%, a zwłaszcza 5% £ Fe2O3 £ 8%.

Korzystnie w kompozycjach włókien przestrzega się zależności:

(Na2O + K2O)/Al2O3 > 0,5

Korzystniewskładnikachwłókienprzestrzega się zależności:

(Na2O+ K2O)/Al2O3 > 0,6,a zwłaszcza(Na2O +K2O)/Al2O3 > 0,7.

Korzystniezawartości tlenkuwapniai tlenkumagnezu we włóknach są takie,że;

10% £ CaO £ 25%, a zwłaszcza 15% £ CaO £ 25%,a0% £ MgO £ 5%, korzystnie 0% £ MgO £ 2%, a zwłaszcza0% £ MgO £ 1%.

Korzystniezawartości tlenkuwapniai tlenkumagnezu we włóknach są takie, że:

5% £ MgO £ 10%i 5% £ CaO £ 15%, a zwłaszcza5% £ CaO £ 10%.

₂

Korzystnie włókna mają szybkość rozpuszczania się co najmniej 30 ng/cm² na godzinę, zmierzoną przy pH 4,5.

Korzystnie warstewka ze związku fosforu jest utworzonazfosforanu metali ziem alkalicznych.

Korzystnie fosforan metalu ziem alkalicznych jest fosforanem wapniowym.

Korzystnie związek fosforu reagujący z włóknami jest związkiem, który rozkłada się począwszy od temperatury 100°C uwalniając kwas fosforowy albo bezwodnik kwasufosforowego.

Korzystnie związek fosforu jest wybrany spośród fosforanów amonowych, kwasu fosforowego i wodorofosforanów amonowych.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie wyżej określonej wełny mineralnej w ognioodpornych układach konstrukcyjnych.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania wełny mineralnej, charakteryzujący się tym, że wychodząc ze stopionych tlenków tworzy się włókna, zwłaszcza przez wewnętrzne wirowanie, których składniki są podane niżej w procentach wagowych:

a na koniec wprowadza się, zwłaszcza drogą rozpylania albo nasycania roztworem, związek fosforu reagującyz włóknami z wytworzeniem na powierzchni włókien warstewki.

Stwierdzono, że włókna, których składniki są podane wyżej, reagują nieoczekiwanie ze związkami fosforu począwszy od temperatury 100°C oraz, że ta reakcja może postępować, gdy temperatura

PL 194 126 B1 wzrasta. Stwierdza się utworzenie na powierzchni włókien warstewki, a zwłaszcza na włóknach, których temperaturę podniesiono do około 1000°C.

Ta powłoka ma istotną właściwość ogniotrwałości i opóźnia w ten sposób osiadanie próbki włókien wybranej kompozycji, podniesionej do temperatur, które mogą osiągnąć 1000°C.

Związek, produkt reakcji pomiędzy składnikami włókien i związkami fosforu, jest bogaty w fosfor i wtym związku obserwuje się zwłaszcza zawartość fosforu od 40 do 60% atomowo.

Obserwowana warstewka może być ciągła na powierzchni włókna i jej grubość wynosi zwłaszcza od 0,01 do 0,05 mm. Na powierzchni włókien można zaobserwować miejscowo także kryształy związku bliskiego związku warstewki, które mogą osiągnąć grubości rzędu od 0,1 do 0,5 mm.

Wykazano także efekt współdziałania pomiędzy włóknami, które stanowią przedmiot wyboru powyższych składników i związków fosforu. W ten sposób otrzymuje się wełny mineralne podatne na rozpuszczanie się w środowisku fizjologicznym i trwałe termicznie.

W dalszym tekście „kompozycją” będzie nazywać się zakresy składników włókien wełny mineralnej albo szkła przeznaczonego do przekształcenia we włókna wcelu wytwarzania wymienionych włókien.

W dalszym tekście wszystkie procenty jednego składnika kompozycji należy rozumieć jako procenty wagowo, a kompozycje według wynalazku mogą zawierać do 2 albo 3% związków uważanych za nie dające się analizować zanieczyszczenia, co jest znane w tego rodzaju kompozycji.

Wybór takiej kompozycji umożliwiał nagromadzenie całej serii korzyści, zwłaszcza w odniesieniu do wielu ról, jakie odgrywa pewna liczba ich specyficznych składników.

W związku z tym można było stwierdzić, że połączenie większej zawartości tlenku glinowego, wynoszącej od 16 do 27%, a zwłaszcza więcej niż 17% i ewentualnie korzystnie mniej niż 25%, a zwłaszcza 22%, w przypadku sumy pierwiastków tworzących, krzemu i glinu, wynoszącej od57do 75%, korzystnie więcej niż 60% i ewentualnie korzystnie mniej niż 72%, a zwłaszcza mniej niż 70%, z wyższą ilością tlenków metali alkalicznych (R2O: sód i potas) wynoszącą od 10 do 17%, z zawartością MgO od 0 do 5%, a zwłaszcza od 0 do 2%, gdy R2O £ 13,0%, umożliwia otrzymanie kompozycji szklanych, które mają istotną właściwość polegającą na podatności na przeprowadzanie stopionej masy we włókna w szerokim zakresie temperatur, nadając otrzymanym włóknom właściwość rozpuszczalności biologicznej przy kwaśnym pH. Zgodnie z rozwiązaniami według wynalazku zawartość alkaliów jest korzystnie większa niż 12%, a zwłaszcza 13%, a nawet 13,3% i ewentualnie korzystnie mniejsza niż 15%, a zwłaszcza mniejsza niż 14,5%.

Ten przedział składów okazuje się być szczególnie interesujący, ponieważ można było zaobserwować, że wbrew otrzymanym opiniom lepkość stopionego szkła nie zmniejsza się znacznie ze zwiększeniem zawartości tlenków metali alkalicznych. Ten znaczący efekt umożliwia zwiększenie przedziału pomiędzy temperaturą odpowiadającą lepkości przy przekształcaniu stopionej masy we włókna i temperaturą likwidusa fazy, która krystalizuje, i wten sposób znaczne polepszenie warunków przeprowadzania we włókna, zwłaszcza drogą wirowania wewnętrznego nowej rodziny szkieł rozpuszczalnych biologicznie.

Zgodnie z jednym z rozwiązań wynalazku kompozycje mają zawartości tlenku żelaza wynoszące od 0do 5%, a zwłaszcza większe niż 0,5%, i ewentualnie mniejsze niż 3%, a zwłaszcza mniejsze niż 2,5%. Inne rozwiązanie wynalazku uzyskuje się w przypadku kompozycji, które mają zawartości tlenku żelaza wynoszące od 5 do 12%, a zwłaszcza od 5 do 8%, co może pozwolić na uzyskanie ognioodporności materaców z wełny mineralnej.

Kompozycje według wynalazku mają stosunek (Na₂O + K₂O)/Al₂O₃ > 0,5, korzystnie (Na₂O + K₂O)/Al₂O₃ > 0,6, a zwłaszcza (Na₂O > K₂O)/Al₂O₃ > 0,7, co wydaje się sprzyjać uzyskaniu temperatury przy lepkości przy przekształcaniu we włókna, wyższej niżtemperatura likwidusa.

Zgodnie zjednym zwariantów wynalazku kompozycje według wynalazku mają korzystnie zawartość tlenku wapniowego wynoszącą od 10 do 25%, jeszcze korzystniej większą niż 15%iewentualnie korzystnie mniejszą niż 23%, jeszcze korzystniej mniejszą niż 20%, a nawet mniejszą niż 17%, związaną z zawartością tlenku magnezowego wynoszącą od 0 do 5%, korzystnie mniejszą niż 2% tlenku magnezowego, a zwłaszcza mniejszą niż 1% tlenku magnezowego i ewentualnie z zawartością tlenku magnezowego większą niż 0,3%, a zwłaszcza większą niż 0,5%.

Zgodnie zjednym zwariantów zawartość tlenku magnezowego wynosi od 5 do 10%, wprzypadku zawartości tlenku wapniowego wynoszącej od 5 do 15%, a zwłaszcza od 5 do 10%.

Dodawanie P2O5, co jest opcją, do zawartości wynoszących od 0 do 3%, a zwłaszcza większych niż 0,5%,iewentualnie mniejszych niż 2%, pozwala na umożliwienie zwiększenia biologicznej

PL 194 126 B1 rozpuszczalności przy obojętnym pH. Kompozycja może zawierać ewentualnie także tlenek boru, który umożliwia polepszenie termicznych właściwości wełny mineralnej, a zwłaszcza w próbach obniżenia jej współczynnika przewodności cieplnej w składniku promieniotwórczym, jak również zwiększenia rozpuszczalności biologicznej przy obojętnym pH. Do kompozycji można wprowadzić także ewentualnie TiO2, na przykład do zawartości 3%. Kompozycja może zawierać inne tlenki, takie jak BaO, SrO, MnO, Cr2O3, ZrO2, każdy o zawartości około 2%. Różnica pomiędzy temperaturą odpowiadającą lepkości 10^2,5·10^-1 paskalosekund (10^2,5 puaza), to jest Tlog 2,5 i likwidusem fazy, która krystalizuje, to jest Tliq, wynosi korzystnie co najmniej 10°C. Ta różnica Tlog 2,5 -Tliq wyznacza „przedział roboczy” kompozycji według wynalazku, to jest zakres temperatur, w którym stopioną masę można przeprowadzać we włókna zwłaszcza drogą wirowania wewnętrznego. Ta różnica ustala się korzystnie na poziomie co najmniej 20°C albo 30°C, a nawet powyżej 50°C, a zwłaszcza powyżej 100°C.

Kompozycje według wynalazku mają wyższe temperatury przejścia w stan szklisty, a zwłaszcza wyższe niż 600°C. Ich temperatura odprężenia (to jest Todprężanie, znana także pod nazwą „temperatura odprężania przez wyżarzanie”) jest zwłaszcza wyższa niż 600°C.

Jak wspomniano wyżej, wełny mineralne mają poziom rozpuszczalności biologicznej zadowalający zwłaszcza przy kwaśnym pH i mają w ten sposób na ogół szybkość rozpuszczania, zmierzoną zwłaszcza na krzemionce, co najmniej 30, a zwłaszcza co najmniej 40 albo 50 ng/cm² na godzinę, zmierzoną przy pH 4,5.

Inna bardzo ważna zaleta wynalazku ma związek z możliwością stosowania tanich surowców do otrzymywania kompozycji tych szkieł. Te kompozycje mogą zwłaszcza wynikać z topienia skał, na przykład typu fonolitów, z nośnikiem na bazie metali ziem alkalicznych, na przykład kamienia wapiennego albo dolomitu, uzupełnionych w przypadku konieczności minerałem żelazowym. Dzięki takiemu wybiegowi nośnik aluminiowy otrzymuje się przy umiarkowanych kosztach.

Ten rodzaj kompozycji o podwyższonej zawartości glinu i metali alkalicznych można korzystnie topić w piecach szklarskich płomieniowych albo elektrycznych.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem wynalazku warstewka podatna na tworzenie się na powierzchni włókien wełny mineralnej jest utworzona w zasadzie z fosforanu metali ziem alkalicznych.

W ten sposób uzyskuje się warstewki, których skład jest bliski składowi kryształów typu ortofosforanu albo pirofosforanu metali ziem alkalicznych, o których wiadomo, że ich temperatura topnienia jest wyższa niż 1000°C.

Fosforan metalu ziem alkalicznych, który jest podatny na tworzenie się na powierzchni włókien wełny mineralnej, jest korzystnie fosforanem wapnia.

Fosforany wapnia, a zwłaszcza ortofosforan (Ca3(PO4)2) i pirofosforan (Ca2P2O7), są znane jako związki ogniotrwałe, które mają temperatury topnienia odpowiednio 1670°C i 1230°C.

Zgodnie z jednym z wariantów wynalazku związek fosforu zdolny do na reagowania z włóknami jest związkiem, który rozkłada się w temperaturze począwszy od 100°C uwalniając kwas fosforowy (H3PO4, HPO3, itd.) i ewentualnie bezwodnik fosforowy (P2O5) w postaci stałej, ciekłej albo gazowej.

Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem związek fosforu wybiera się spośród następujących związków:

-sole amonowe, fosforany amonowe, a zwłaszcza jednowodorofosforan (MAP), dwuwodorofosforan (DAP), polifosforany (a zwłaszcza meta-, piro- i polifosforany), przy czym te sole amonowe mogą być solami czystymi albo mogą zawierać rodniki organiczne,

-kwas fosforowy w swoich różnych postaciach, a zwłaszcza kwas ortofosforowy (H3PO4), metafosforowy, polifosforowy ({HPO3}n),

- wodorofosforany glinowe, a zwłaszcza jedno- albo dwuwodorofosforany glinowe samodzielne albo zmieszane z kwasem ortofosforowym.

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie wełny mineralnej w ognioodpornych układach konstrukcyjnych. „Ogniotrwałymi układami konstrukcyjnymi” nazywa się układy zawierające na ogół zestawy materiałów, zwłaszcza na bazie wełny mineralnej, i płyty metalowe podatne na skuteczne opóźnianie rozchodzenia się ciepła, jak również zapewniające ochronę przed płomieniami i gorącymi gazami oraz zachowujące wytrzymałość mechaniczną w czasie pożaru.

Znormalizowane próby wyznaczają stopień ogniotrwałości wyrażony zwłaszcza jako czas konieczny do osiągnięcia danej temperatury po przeciwnej stronie układu konstrukcyjnego poddanego strumieniowi ciepła uwolnionemu na przykład przez płomień palnika albo piec elektryczny.

Przyjmuje się, że układ konstrukcyjny wykazuje zadowalającą ogniotrwałość, zwłaszcza wtedy, gdy może sprostać wymogom następujących prób:

PL 194 126 B1

- próba drzwi przeciwpożarowych: próba na płytach z wełny mineralnej, określona w normie niemieckiej DIN 18 089, część 1,

- właściwości przeciwpożarowe materiału i elementów do konstrukcji, tak jak określono wnormie niemieckiej DIN 4102; zwłaszcza bierze się pod uwagę normę niemiecką DIN 4102, część 5, w przypadku prób przy wielkości naturalnej wcelu określenia klasy ogniotrwałości, i ewentualnie normę niemiecką DIN 4102, część 8, w przypadku prób na próbkach z małym stanowiskiem badawczym.

- próba według znormalizowanej próby OMI A 754 (18), która opisuje ogólne wymagania prób ognioodporności w przypadku zastosowań typu „MARINE”, a zwłaszcza przegradzanie statków ścianami działowymi. Takie próby są prowadzone na próbkach o dużej wielkości, z piecami o rozmiarach 3 x 3 m. Można tu wymienić na przykład przypadek mostu stalowego, w którym skuteczność wymagana w przypadku pożaru od strony izolacji polega na spełnieniu kryterium izolacji cieplnej w ciągu co najmniej 60 minut.

Inne szczegóły i korzystne cechy charakterystyczne wynikną z następującego dalej opisu korzystnych, nie ograniczających rozwiązań.

W podanej niżej tabeli 1 związki chemiczne grupuje się w procentach wagowych w 42 przykładach.

Gdy suma wszystkich zawartości wszystkich związków jest nieznacznie niższa albo nieznacznie wyższa niż 100%, to należy rozumieć, że różnica w stosunku do 100% odpowiada zanieczyszczeniom/związkom mniejszościowym nie poddanym analizie i ewentualnie jest spowodowana tylko przyjętym w tej dziedzinie, stosowanym w przybliżeniu metodom analizy.

Kompozycje według tych przykładów zostały przeprowadzone we włókna drogą wirowania wewnętrznego, zwłaszcza zgodnie z wiedzą zawartą w cytowanym wcześniej zgłoszeniu patentowym nr WO 93/02977.

Ich zakresy robocze, określone różnicą TLog 2,5 - Liq są bardzo pozytywne, mianowicie większe niż 50°C, a nawet 100°C, a nawet większe niż 150°C.

Wszystkie kompozycje mają stosunek (Na2O + Ka2O)/Al2O3 większy niż 0,5 w przypadku większej zawartości glinu od 16 do 25%, zdość wysoką sumą (SiO2 + Al2O3) i zawartością metali alkalicznych co najmniej 10,0%, gdy MgO jest mniejsze albo równe 5%, i co najmniej 13%, gdy MgO jest większe niż 5%.

Temperatury likwidusa są niewiele wyższe, a zwłaszcza mniejsze albo równe 1200°C, a nawet 1150°C.

2,5 -1 2,5

Temperatury odpowiadające lepkościom 10^2,5-10^-1 paskalosekund (10^2,5 puazów, TLog 2,5) są zgodnie ze stosowaniem stożków do przeprowadzania stopionej masy we włókna w wysokiej temperaturze, zwłaszcza w warunkach stosowania opisanych w zgłoszeniu patentowym nr WO 93/02977.

Korzystnymi kompozycjami są zwłaszcza te kompozycje, w których TLog 2,5 jest niższa niż 1350°C, a zwłaszcza niższa niż 1300°C.

Można było zaobserwować, że w przypadku kompozycji zawierających od 0 do 5% tlenku magnezowego MgO, a zwłaszcza mniej niż 0,5% MgO,i ewentualnie mniej niż 2%, a nawet mniej niż 1% MgO, iod 10 do 13% tlenków metali alkalicznych, otrzymuje się wyniki z właściwościami fizycznymi, a zwłaszcza zakresy robocze i szybkości rozpuszczania, bardzo zadowalające (przypadek przykładów: 18, 31, 32, 33).

W celu zilustrowania niniejszego wynalazku dodawano drogą rozpylania różne składniki wczasie procesu przeprowadzania stopionego szkła we włókna, w strefie usytuowanej za strefą ciągnięcia włókien ze stopionego szkła i przed strefą odbioru wełny mineralnej. „Środkami wspomagającymi” nazywa się związki dodawane w tej strefie rozpylania.

Tytułem przykładów cztery kompozycje z Tabeli 1, ponumerowane jako Przykład 4, 33, 41i 42, poddawano przeprowadzaniu we włókna w obecności i przy braku związku na bazie fosforu wcelu otrzymania materaców z wełny mineralnej.

Szkło kontrolne, w którym zawartość pierwiastków sytuuje się poza zakresem wybranym w przypadku niniejszego wynalazku, poddawano również przeprowadzaniu we włókna w obecności i przy braku związku na bazie fosforu. To szkło jest nazwane „KONTROLĄ” ijego skład jest następujący (procenty wagowo):

SiO2: 65%, Al2O3: 2,1%, Fe2O3: 0,1%, CaO: 8,1%, MgO: 2,4%, Na2O: 16,4%, K2O: 0,7%, B2O3: 4,5%.

Należy mieć na uwadze, że środki wspomagające mogą obejmować środki doprowadzane jednocześnie albo oddzielnie. W następujących próbach przedstawionych w Tabeli II, oznaczonych „TEST”, środek wspomagający obejmuje spoiwo na bazie żywicy, a w niektórych przypadkach zwią8

PL 194 126 B1 zek fosforowy dodany do tego spoiwa i rozpylony jednocześnie z nim. Próbę przeprowadzono przy braku spoiwa, przy czym rozpylano tylko związek fosforowy (próba kontrolna „TEST 14”).

₃

Otrzymane wełny mineralne zbadano i zmierzono ich masę właściwą (mv, wyrażoną w kg/m³) , jak również ich trwałość termiczną. W celu zmierzenia trwałości termicznej pobrano z materaców z wełny mineralnej próbki wełny mineralnej o wysokości około 25 mm i średnicy około 25 mm. Mierzy się osiadanie tych próbek zgodnie ze sposobem postępowania określonym wyżej pod tytułem „Materiały izolacyjne: trwałość termiczna”. W Tabeli II podaje się wartość stopnia osiadania zmierzoną wtemperaturze 1000°C. „Grubością względną”nazywa się grubość pozostałą próbki, zmierzonąwdanej temperaturze, odniesioną do początkowej grubości próbki (w temperaturze otoczenia). „Stopniem osiadania” nazywa się wartość: (1-„grubość względna”) wdanej temperaturze.

W tabeli II podaje się wyniki przeprowadzonych prób. Zmierzone na próbkach zmienne są następujące: skład włókien, masa właściwa wełny mineralnej (mv), środek wspomagający (rodzaj i rozpylona ilość). Charakterystyczny wynik dotyczący zdolności do posiadania trwałości termicznej, zmierzonyi przedstawionywTabeli II, jest stopniem osiadaniawtemperaturze 1000°C.

W celu zilustrowania sposobu oznaczania stopnia osiadania wtemperaturze 1000°C przedstawiono na fig. 1 zmierzony przebieg względnej grubości próbek wełny mineralnej wzależności od temperatury, od 500° do 1000°C. Ustalono, że próbka oznaczona jako „TEST 6” osiada nagle począwszy od temperatury 700° do 750°C oraz że grubość względna jest mniejsza niż 25%, począwszy od temperatury 880°C. Można stwierdzić, że taka próbka nie jest trwała termicznie, ponieważ jej stopień osiadaniawtemperaturze 1000°C jest rzędu 75%. Co się tyczy różnicy tej próbki, to próbki odpowiadające próbom „TEST 10”, „TEST 11”i „TEST 16” z fig. 1mają osiadanie umiarkowane począwszy od temperatury 700-750°C, a następnie ich osiadanie stabilizuje się w temperaturze około 900°C. Można stwierdzić, że mają one zatem pewien „zakres temperaturowy”. Te trzy próbki („TEST 10, 11, 16”) mają stopień osiadania odpowiednio 26, 28, 16%, przy czym ponieważ ten ostatni stopień osiadania jest niższy niż 50%, to wełny mineralne,z których pobierano próbki, określa się jako trwałe termicznie.

Środki wspomagającedodanewstrefierozpylaniasą środkami dwóch rodzajów:

® Spoiwa na bazie żywicy, dobrze znane w dziedzinie wełen mineralnych. Te ostatnie mają za zadanie nadanie materacom z wełny mineralnej wymaganej wytrzymałości mechanicznej. W przypadku niniejszych prób zbadano dwa spoiwa: spoiwo na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej z mocznikiem (spoiwo standardowe), odnośnik D wTabeli II, i spoiwo na bazie melaminy, odnośnik E wTabeli II, znane z nadawania korzystnych właściwości związanychz trwałością termiczną.

® Związki fosforu, o których wykazano, że są interesujące dla sprzyjania albo zwiększania trwałości termicznej wełen mineralnych utworzonych z włókien o składzie według wynalazku.

Związki fosforu przedstawione w Tabeli II występują w liczbie trzech:

® Nietrwały środek nadający właściwości ognioodporności znany pod nazwą handlową „FLAMMETIN UCR-N” i produkowany przez spółkę THOR CHEMIE. Ten związek jest oznaczony odnośnikiem B w Tabeli II. Ten produkt stosuje się do ogniotrwałego wykończenia tekstyliów na bazie bawełny, celuloz i poliestrów i zawiera fosforany amonowe. Doprowadzenie fosforu w postaci PaOs wtym produkcie można ocenić na rząd 40% masy produktu.

® Środek do nadawania właściwości ogniotrwałości, znany pod nazwą handlową „FLAMMENTIN TL 861-1” i produkowany przez spółkę THOR CHEMIE. Ten związek jest oznaczony w Tabeli II odnośnikiem A i jest utworzony zmieszaniny około 30 do 40% FLAMENTIN UCR-N (A) i związku organicznego (zwłaszcza typu akrylowego). Zawartość fosforu wyrażonego wpostaci P2O5 jest rzędu 15 do 20% masy produktu. Te dwa produkty, A i B, są przeznaczone do zastosowań tekstylnych i zawierają także środki porotwórcze, środki osuszające (i w bardzo małej ilości środki nawilżające, środki dyspergujące, utrwalacze, środki zmiękczające, enzymy). Stanowią one kompozycje spulchniające, zwłaszcza dzięki utworzeniu warstwy piany ochronnej.

® Związek fosforu oznaczony odnośnikiem C w Tabeli II, dwuwodorofosforan (oznaczony jako „DAB”). Ten związek zawiera około 55% wagowo fosforu wyrażonego jako P2O5.

Wynikiprzedstawione w Tabeli II pozwalająwykazać, że:

® wkład związku fosforu, w którym zawartość fosforuwyrażonego jako P2O5 wynosi od 0,2 do 5%, umożliwia otrzymanie wełen mineralnych trwałych termicznie, których skład włókien odpowiada zakresowi zawartości wybranych wprzypadku niniejszego wynalazku, ® wełna mineralna, w której skład włókien nie jest zawarty wwybranym zakresie, nie wykazuje trwałości termicznej nawet z udziałem związku fosforu o zawartościach według wynalazku (patrz „TEST 2”),

PL 194 126 B1 ® stopień osiadania w temperaturze 1000°C wełny mineralnej zawierającej włókna według wynalazku zmniejsza się im bardziej zwiększa, się ilość P2O5. Wpływ związku fosforu jest bardzo znaczący nawet przy niskich zawartościach P2O5: wkład P2O5 jest rzędu 0,5% dla próby „TEST 12”, rzędu 0,8% dla prób „TEST 9”, „TEST 13” i „TEST 26”. Należy mieć także na uwadze, że wpływ fosforu osiąga wartość progową około 2 do 3% P2O5 (porównaj „TEST 1” i „TEST 20”), ® spoiwo ma bardzo mały wpływ na trwałość termiczną wełen mineralnych według wynalazku, a nadzwyczajne wyniki uzyskuje się nawet przy braku spoiwa („TEST 14”).

Spośród zalet wynalazku należy wymienić możliwość stosowania bardzo prostego związku fosforu, który różni się od kompozycji spulchniających. W ten sposób uzyskuje się zaletę bardzo znaczącego obniżenia kosztów i doprowadza się do obchodzenia się z o wiele mniejszą ilością materiału. Poza tym można było zauważyć, że związki fosforu, które rozkładają się łatwo w kwasie fosforowym, mieszają się ze spoiwami stosowanymi klasycznie w przemyśle wełen mineralnych, umożliwiając wten sposób prowadzenie jednocześnie rozpylania spoiwa i wnoszenie wkładu związku fosforowego zdolnego do reagowania z włóknami szklanymi według wynalazku.

Zbadano próbki wełny mineralnej otrzymane po próbie trwałości termicznej albo po osiągnięciu temperatury 1000°C.

Zauważono, że włókna próbek wełny mineralnej według wynalazku są stosunkowo zabezpieczone i nie topiły się.

Obserwacje prowadzone technikami mikroanalizy, a zwłaszcza skaningową mikroskopią elektronową, z analizą elementarną (przez EDX) oraz sondą jonową (SIMS) wykazują na powierzchni włókien obecność quasi-ciągłej warstewki. Ta warstewka ma typowo grubość od 0,01 do 0,05 mm. Jej skład jest w zasadzie oparty na fosforze i wapniu. W przypadku niektórych próbek odnotowano obecność magnezu i ewentualnie żelaza.

Na włóknach pobranych po podniesieniu temperatury do 600°C obserwuje się, że warstewka tego samego rodzaju istnieje przy temperaturach niższych niż 1000°C.

Nie wiążąc się z teorią naukową można sądzić, że związek fosforu uwalnia począwszy od temperatury 100°C kwas fosforowy i ewentualnie bezwodnik fosforowy, który zaczyna reagować z włóknami kompozycji według wynalazku. W przypadku tych kompozycji wyższa zawartość tlenków metali alkalicznych, jakie one zawierają, może odgrywać rolę kompensatora ładunku glinowego również obecnego przy większych zawartościach. W ten sposób otrzymałoby się kompozycje, w których ruchliwość atomów metali ziem alkalicznych jest większa niż ruchliwość tych pierwiastków w innych kompozycjach szklanych. Te stosunkowo ruchliwe metale ziem alkalicznych byłyby wtedy podatne na reakcję z kwasem fosforowym albo bezwodnikiem fosforowym z utworzeniem związku ogniotrwałego, a mianowicie fosforanu metalu ziem alkalicznych, i umożliwiały wten sposób zapewnienie wełnom mineralnym według wynalazku doskonałej trwałości termicznej.

Wełny mineralne według wynalazku nadają się korzystnie do wszystkich zwykłych zastosowań waty szklanej i wełny żużlowej.

PL 194 126 B1

Tabel a I

	Przykład 1	Przykład 2	Przykład 3	Przykład 4	Przykład 5	Przykład 6	Przykład 7	Przykład 8	Przykład 9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
SiO2	47,7	42,6	44,4	45,2	45,4	43,9	44,2	43,8	46,1
A12O3	18,6	18,1	17,3	17,2	18,1	17,6	17,6	17,6	17,4
CaO	6,2	22,7	21,7	15,3	13,5	15	13,3	14,2	13,2
MgO	7,1	0,2	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Na2O	8,0	6,3	6,0	6,2	6,5	6,40	6,3	6,4	6,3
K2O	5,2	7,4	7,1	7,8	8,1	7,6	7,9	7,9	7,8
Fe2O3	7,2	2,5	3	6,6	7,3	8,4	9,8	9,2	8,3
Ogółem	100	99,8	99,9	98,8	99,4	99,4	99,6	99,6	99,6
SO2+A12O3	66,3	60,7	61,7	62,4	63,5	61,5	61,8	61,4	63,5
Na2O+K2O	13,2	13,7	13,1	14	14,6	14,2	14,2	14,3	14,1
(Na2O+K2O)/Al2O3	0,71	0,76	0,76	0,81	0,81	0,81	0,81	0,81	0,81
TLog 2,5 (W °C)	1293	1239	1230	1248	1280	1270	1285	1275	1310
T\|.iq (W °C)	1260	1200	1190	1160	1160	1120	1100	1100	1140
^TLog 2,5^-TLiq (w °C)	+33	+39	+40	+88	+ 120	150	185	165	170
^Twyżarzanie ^(w °C)	622	658	-	634	631	618	-	-	-
Szybkość rozpuszczania przy pH 4,5 (w ng/cm² na godz.)	>30	>30	>30	107	107	45	>30	>30	>30

PL 194 126 B1

Przykład 21

^45,6 1

OJ CM

^13,9 1

un o

KO

on r-

OJ

99,9 |

C0 κο

m m ι—1

0,59 |

1370 1

1150 |

220 1

CD un KO

o <n At

Przykład 20

r- Γ

τί* co i—1

CD on i—1

m o

KO

m c*

OJ ko

£Λ Λ {Λ

τ—1 κο ΚΟ

on on i—l

OJ r- o

in on i—1

O un i—l i—1

un σ i—1

un ko

O on A|

Przykład 19

<n

un ι—1 OJ

i—1 Tp 1—1

un o

KO

on c*

un r-

Λ Λ Λ

un «τ κο

on on

OJ KO o

un CM on r—1

O *3* i-H rH

un Γτ—1

*=r τΡ Ό

O m A|

Przykład 19

m

CD σ

on r—(

r- o

<n CD

Γ- όη

on σ

m σι σι

CD οη κο

CJ i—l

i—l KO O

O un CM

O Γ- i—l i—l

O CD

1

o on Al

Przykład 17

on 'ł’

O* &> i—1

<—1 i—l

un o

KO

OJ r-~

un σ

ο ο τΗ

Γ* CJ κο

OJ m «—1

Γ* KO o

m o on i—l

O o i—1 i—l

un σ i—l

CD on KO

o on A|

Przykład 16

un

CO co i—l

σ m t—1

un CO

σ un

OJ

on co

Ο Ο Η

CJ «3* ΚΟ

1—| m •—I

r~ o

un i—l on i-H

O o t—1 i—l

un o CJ

Γ- όη KO

O m A|

Przykład 15

m KO

on σι tH

σ on r4

m o

KO

r—1 Γ-

00 ko

σι σι σι

κο un κο

τ—1 on i-i

KO KO o

un m on w

O o 1—| 1-4

un CM CM

un KO

O on A|

Przykład 14

OM m 'T

un OJ OJ

on tł* ι-H

un o

KO

i—1 Γ-

m Ό

σι Λ σι

ο- m κο

i—l on τ—1

co un o

un m ι—1

o i—l τ—1

un o CM

un un ko

O m Al

Przykład 13

OJ OD

00 (Jl i—

'T i-i

un o

KO

OJ [*·

OJ *3*

σι σι σι

0D ΚΟ

OJ on i—l

[- KO o

O CD m i—l

o KO i—l i—l

O CM CM

TT un KO

O m Al

Przykład 12

σ i—

σ o OJ

un *3· i—l

un o

ι—1 KO

«Γ θ'

Γ- CO

ο ο ι-Ι

00 CM ΚΟ

un ΓΏ ι—1

u? KO o

O o m

O n* i—l i—l

O Ό 1—|

un m KO

o on Al

Przykład ; 11

1— Γ* 'ł

LC 1—

CO σ

T o

TT KO

o CD

i—l OJ 1“1

ιη Λ σι

00 0J κο

TT i—l

CJ σ o

un o m i—l

O O CM i—l

un σ t—l

KO 1—| KO

O m Al

Przykład 10

CD on «3*

KO r- «-J

σ ι—Ι l—l

un o

'ś' KO

O CS

on rJ i-H

ΙΟ σ> σι

ΤΡ ι—Ι ΚΟ

TT Tp l—l

i-H CD O

un σ CM l—l

O ko •—I

un on i—1

un i*M ko

O KO

O •H on

O 1—

O U u

O Cn Σ

o <0 z

O W

O M £

§ rM Ό S¹

η Ο ι—Ι + Ο •Η W

O <4 W 4 O <d Z

O i—1 < O W 4 O rO Z

U 2 θ' 3 Ε-»

O o £ σ H

O 0 £ σ j E-i Lii o> s E-i

O o 3_ a {3 (Έ >1 3 H

fil £ td «o Ή O s & (o * N tj* <r, U U g JO N EC 0 W d M AJ Ot g Λ CU > U >1 N N χ. n 0 M tn CO M & C

PL 194 126 B1

Tabela

Przykład 33

iG KO

CM on ł—1

vł* CM rd

co o

cc 00

on co

*3* r—

1 66

r— m ko

^12,7 1

kO KO o

1280 |

1150 |

¹³⁰ 1

CO rd KO

O m ΛΙ

Przykład 32

σ'

in CM CM

t— CM rd

co o

cn r-

Γ- γΟ

m t—

rd <n <n

m KO O

ko rd rd

CM ig o

lg OD CM rd

O o CM rd

IG CO

1

o m ΛΙ

Przykład 31

cg iG 3«

in o CM

cn CM rd

00 o

co oo

CD CO

M< r-

<n cn

00 lT) KO

rd CM rd

on in o

O 00 CM rd

O co rd rd

o o rd

1

o fG Al

Ό (Kł rM X o >1 CG N M Cu

cg lG -σ*

CM cn t—ł

CM rd

co o

cn r-

[—- LG

LG Γ-

CG «Λ (Ti

in sr KO

KO co rd

Ι- Ο

O Γ— CM rd

O LG rd rd

O CM i—1

IG CM LG

O (G A|

Przykład 29

cG F* ·=+

CM 00 rd

<Jn CO rd

KO o

rd ao

cn co

KG Γ—

10 Cl Cl

m m KO

on rd rd

m KO o

O f— CM rd

O KO rd rd

o rd rd

O CG A|

Przykład, 28

CO σι CO

CPi CM

<O CO

m o

co ko

u? r-

i-d CD

o o rd

CM ’θ· KO

on <g rd

Ό u) o

LG On CM rd

O o CM rd

iG on

1

O fG A|

Przykład 27

lg i—

Γ— CM

•=r co rd

KO o

CM

KO r—

KP

O o H

CM KO KO

CO CM rd

CM iG o

O m cn rd

a co rd rd

o IG rd

1

O <G ΛΙ

Przykład 26

cn co

KO CM

CM CO 1—

ko o

ση m

ko Γ-

TC

a» ci Cl

in CD KO

iG (G rd

in m o

O Γ- ΓΟ rd

1

O CG A|

Przykład 25

CO CM 5^

t— rd CM

rd CO i—

KO O

cn in

r- r—

Γ- ΟΟ

o o rd

ko

KO m rd

CG KO o

O O m rd

o KO rd rd

o «σ¹ rd

1

O CG A|

Przykład 24

co o SP

rd LG CM

cn co rd

IG O

ko

CM [—

cn KO

Cl O? Cl

m KO

CM m rd

co iG o

O cg m rd

O C— rd rd

O KO rd

CM LG KO

O (G A|

Przykład 23

rd CO

CM CM CM

rd

lG O

KO

CM r—

on KO

Cl Cl Cl

(G m KO

CM (G rd

On lg o

LG m m rd

O KO rd rd

LG i—1

O iG KO

O CG A|

Przykład 22

iG CO «r

CM 1—1 CM

rd •=J* rd

lg o

KO

CM r·

r-

Cl Ol Cl

r— -3* KO

CM m i—1

CM KO o

LG CM m i—

O CM rd rd

LG O CM

ΛΙ* KO

O KO

O *rl CO

ί-ϊ O <—1

O <0 o

O tr S

O :z

o W

O Φ Ł,

s iM -0

O rd Ί- Ο •H W

O -ί- ο id Z

O r-d O w -ί- ο M (0 z

u 0 £ θ' 3 F

U O J5 Cr J F

O o £ +1 EH L· r-j ty Eh

U « B « « i Eh

Λ μ .2 2 5 ^m » (0 < N -a· Aj Ό O c ΧΠ N W O Vi P-t (\| X 3 S Λ Λι > ν >1 IM N IM 0 id {F tf) M O. S

PL 194 126 B1

Tabela I (c.d. 3)

	Przykład 34	Przykład 35	Przykład 36	Przykład 37	Przykład 38	Przykład 39	Przykład 40	Przykład 41	Przykład 42
SiO2	46,5	47,7	46,5	48,0	47,1	46	46	43	46,3
AI2O3	19,5	18,9	19,5	19,2	21	20,5	20,1	23,3	18,8
CaO	11,5	13,6	14,4	13,6	12,6	11,6	14,4	15,7	10,1
MgO	0,7	1,4	1,4	0,7	0,7	0,7	1,1	0,2	3,5
Na2O	8,4	7,4	7,3	7,4	7,2	7,4	7,1	7,2	8
K2O	5	5	5	5	5	5	5	4,9	5
Fe2O3	7,5	4,8	4,9	4,9	4,9	7,3	4,9	4,9	7,7
Ogółem	99,1	98,8	99	98,8	98,5	98,5	98,6	99,2	99,4
SiO2+Al2O3	66	66,6	66,0	67,2	68,1	66,5	66,1	66,3	65,1
Na2O+K2O	13,4	12,4	12,3	12,4	12,2	12,4	12,1	12,1	13
(Na2O+K2O)/Al2O3	0,69	0,66	0,63	0,6	0,5	0,6	0,6	0,52	0,69
TLog 2,5 (w °C)	1295	1310	1295	1315	1340	1320	1300	1290	1300
TLiq (w °C)	1170	1140	1150	1120	1110	1120	1140	1140	1160
^TLog 2,5 ^{- T}Liq ^(w °^C)	125	170	145	195	230	200	160	150	140
^Twyżarzanie ^(w °^C)	619	636	636	640	643	633	641	658	-
Szybkość rozpuszczania przy pH 4,5 (w ng/cm²na godz.)	60	>30	>30	>30	>30	>30	>30	>30	>30

Puste miejsca oznaczone jako „-” oznaczają, że pomiarów nie przeprowadzono.

Tab e la II

	Masa właściwa wełny mineralnej Mv (kg/m³)	Środek wspomagający (w % masowo wełny)	Stopień osiadania wtempe- raturze 1000°C (w % grubości początkowej)
TEST	Kompozycja włókien	Związek fosforu	Spoiwo
			A	B	C	D	E
1	2	3	4	5	6	7	8	9
TEST 1	KONTROLA	44	0		0	0	2,5		0	90
TEST 2	KONTROLA	41	0		0	3	2,5		0	85
TEST 3	Przykład 4	48	0		0	0	1,5		0	79
TEST 4	Przykład 4	48	4		0	0	1,5		0	40
TEST 5	Przykład 33	38	0		0	0	1,5		0	79
TEST 6	Przykład 33	47	0		0	0	2,5		0	77
TEST 7	Przykład 33	51	0		0	0	1,5		0	72
TEST 8	Przykład 33	66	0		0	0	1,5		0	71
TEST 9	Przykład 33	42	3		0	0	2,5		0	37

PL 194 126 B1 cd. tabeli II

1	2	3	4	5	6	7	8	9
TEST 10	Przykład 33	42	4,4	0	0	2,5	0	26
TEST 11	Przykład 33	42	0	3	0	2,5	0	28
TEST 12	Przykład 33	52	0	0	0	2,5	0	35
TEST 13	Przykład 33	80	0	0	1,5	2,8	0	26
TEST 14	Przykład 33	65	0	0	3	0	0	17
TEST 15	Przykład 33	33	0	0	3	1,5	0	35
TEST 16	Przykład 33	44	0	0	3	2,5	0	18
TEST 17	Przykład 33	76	0	0	3	1,5	0	17
TEST 18	Przykład 33	91	0	0	3	1,5	0	17
TEST 19	Przykład 33	90	0	0	5	1,5	0	15
TEST 20	Przykład 33	100	0	0	5	1,5	0	14
TEST 21	Przykład 41	63	0	0	0	1,6	0	72
TEST 22	Przykład 41	48	0	0	0	0	1,6	77
TEST 23	Przykład 41	56	0	0	3	1,6	0	22
TEST 24	Przykład 41	57	0	0	3	0	1,6	20
TEST 25	Przykład 42	90	0	0	0	2,5	0	48
TEST 26	Przykład 42	110	0	0	1,5	2,5	0	33

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Wełna mineralna, trwała termicznie, podatna na rozpuszczanie się w środowisku fizjologicznym, wytwarzana zwłaszcza przez wewnętrzne wirowanie, znamienna tym, że wełna zawiera włókna, których składniki są wymienione niżej w procentach wagowych:

SiO₂ 35-60%, a zwłaszcza 39-55% Al2O3 12-27%, ^„ 16-25% CaO 0-35%, ^„ 3-25% MgO 0-30%, ^„ 0-15% Na2O 0-17%, ^„ 6-12% K2O 0-17%, ^„ 3-12% R2O (Na2O + K2O) 10-17%, ^„ 12-17% P2O5 0-5%, ^„ 0-2% ^Fe2^O3 0-20%, ^B2^O3 0-8%, ^„ 0-4% TiO2 0-3%, przy czym włókna są powleczone na powierzchni warstewką ze związku fosforu, reagującego z włóknami począwszy od temperatury 100°C, w którym zawartość fosforu wyrażonego w postaci P2O5 wynosi od 0,2%, korzystnie od 0, 5% do 5%, a zwłaszcza mniej niż 2% całkowitej masy włókien.

2. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że wełna zawiera włókna, których składniki są wymienionej niżej w procentach wagowych:

SiO₂ 39-55%, a zwłaszcza 40-52% Al2O3 16-27%, ^„ 16-25% CaO 3-35%, ^„ 10-25% MgO 0-15%, ^„ 0-10% Na2O 0-15%, ^„ 6-12% K2O 0-15%, ^„ 3-12% R2O (Na2O + K2O) 10-17%, ^„ 12-17%

PL 194 126 B1

P2O5 0-5%, a zwłaszcza 0-2%

Fe2O3 0-15%,

B2O3 0-8%, ^„ 0-4%

TiO2 0-3%, przy czym zawartość MgO wynosi od0 do5%, a zwłaszcza od 0 do 2%, gdy R2O £ 13,0%.

3. Wełna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wełna zawiera włókna, których składniki są wymienione niżej w procentach wagowych:

SiO₂ 39-55%, a zwłaszcza 40-52% Al2O3 16-25%, ^„ 17-22% CaO 3-35%, ^„ 10-25% MgO 0-15%, ^„ 0-10% Na2O 0-15%, ^„ 6-12% K2O 0-15%, ^„ 6-12% R2O (Na2O + K2O) 13,0-17%, P2O5 0-5%, ^„ 0-2% ^Fe2^O3 0-15%, ^B2^O3 0-8%, ^„ 0-4% TiO2 0-3%.

4. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość tlenków metali alkalicznych Na2O + K2O we włóknach wynosi:

5% £ MgO £ 10%i 5% £ CaO £15%, a zwłaszcza 5% £ CaO £ 10%.

5% £ Fe2O3 £ 15%, a zwłaszcza 5% £ Fe2O3 £ 8%.

5. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartości Fe2O3 wyrażone jako żelazo całkowite we włóknach są takie, że

6. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartości Fe2O3 wyrażone jako żelazo całkowite we włóknach są takie, że:

7. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że w kompozycjach włókien przestrzega się zależności: (Na₂O + K₂O)/Al₂O₃ > 0,5

8. Wełna według zastrz, 1, znamienna tym, że w składnikach włókien przestrzega się zależności:

(Na2O+ K2O)/Al2O3 > 0,6,a zwłaszcza(Na2O +K2O)/Al2O3 > 0,7.

9.Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartości tlenku wapnia i tlenku magnezu we włóknach są takie,że:

10. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartości tlenku wapnia i tlenku magnezu we włóknach są takie,że

10% £ CaO £ 25%, a zwłaszcza 15% £ CaO £ 25%,a

0% £ MgO £ 5%, korzystnie0% £ MgO £ 2%, a zwłaszcza 0% £ MgO £ 1%.

11. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że włókna mają szybkość rozpuszczania się co najmniej 30ng/cm² nagodzinę, zmierzonąprzypH4,5.

12. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że warstewka ze związku fosforu jest utworzona z fosforanu metali ziem alkalicznych.

13. Wełna według zastrz. 12, znamienna tym, że fosforan metalu ziem alkalicznych jest fosforanem wapniowym.

13,0% £ R2O £ 15%,a zwłaszcza 13,3% £ R2O £ 14,5%.

14. Wełna według zastrz. 1, znamienna tym, że związek fosforu reagujący z włóknami jest związkiem, który rozkłada się począwszy od temperatury 100°C uwalniając kwas fosforowy albo bezwodnik kwasu fosforowego.

15. Wełna według zastrz. 14, znamienna tym, że związek fosforu jest wybrany spośród fosforanów amonowych, kwasu fosforowego i wodorofosforanówamonowych.

16. Zastosowanie wełny mineralnej określonej wzastrz. 1 w ognioodpornych układach konstrukcyjnych.

PL 194 126 B1

SiO₂ 35-60%, a zwłaszcza 39-55% Al2O3 12-27%, ^„ 16-25% CaO 0-35%, ^„ 3-25% MgO 0-30%, ^„ 0-15% Na2O 0-17%, ^„ 6-12% K2O 0-17%, ^„ 3-12% R2O (Na2O + K2O) 10-17%, ^„ 12-17% P2O5 0-5%, ^„ 0-2% ^Fe2^O3 0-20%, ^B2^O3 0-8%, ^„ 0-4% TiO2 0-3%, a na koniec wprowadza się, zwłaszcza drogą rozpylania albo nasycania roztworem, związek fosforu reagujący z włóknami z wytworzeniem na powierzchni włókien warstewki.