PL195611B1 - Włókno szklane ulegające rozpadowi biologicznemu,kompozycja szkła do jego wytwarzania, sposób wytwarzania włókna szklanego i zastosowanie włókna szklanego - Google Patents
Włókno szklane ulegające rozpadowi biologicznemu,kompozycja szkła do jego wytwarzania, sposób wytwarzania włókna szklanego i zastosowanie włókna szklanegoInfo
- Publication number
- PL195611B1 PL195611B1 PL01358276A PL35827601A PL195611B1 PL 195611 B1 PL195611 B1 PL 195611B1 PL 01358276 A PL01358276 A PL 01358276A PL 35827601 A PL35827601 A PL 35827601A PL 195611 B1 PL195611 B1 PL 195611B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- composition
- glass
- weight
- fibers
- cao
- Prior art date
Links
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 12
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 12
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 6
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006887 Ullmann reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000209 biodegradability test Toxicity 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulfur dioxide Inorganic materials O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2213/00—Glass fibres or filaments
- C03C2213/02—Biodegradable glass fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
1. Wlókno szklane ulegajace rozpadowi biologicznemu, znamienne tym, ze ma nastepujacy sklad: 50 - 60% wag. SiO 2, 15 - 20% wag. Na 2O, 0 - 3% wag. K 2O, 2 - 4,5% wag. MgO, 5 - 9% wag. CaO, 7 - 9% wag. B 2O 3, 1,1 - 2,5% wag. Al 2O 3, 0 - 0,5% wag. SO 4 2- , 0 - 1% wag. innych skladników, w przeliczeniu na mase kompozycji. 5. Sposób wytwarzania wlókna szklanego ulegajacego rozpadowi biologicznemu, w którym topi sie kompozycje szkla, rozwlóknia na wlókna pierwotne i wyciaga we wlókna wtórne, znamienny tym, ze w procesie wirowania rozwlóknia sie kompo- zycje szkla zawierajaca 58 - 60% wag. SiO 2, 15 - 20% wag. Na 2O, 0 - 3% wag. K 2O, 2 - 4,5% wag. MgO, 5 - 9% wag. CaO, 7 - 9% wag. B 2O 3, 1,1 - 2,5% wag. Al 2O 3, 0 - 0,5% wag. SO 4 2- , 0 - 1% wag. innych skladników, w przeliczeniu na mase kompozycji. 8. Zastosowanie wlókna szklanego okreslonego w zastrz. 1 jako materialu izolacyjnego lub tlumiacego. PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku są włókna szklane ulegające rozpadowi biologicznemu, kompozycja szkła do jego wytwarzania, sposób wytwarzania włókna szklanego i zastosowanie włókna szklanego.
Nie można wykluczyć, że mineralne włókna sztuczne działają rakotwórczo, po ich dostaniu się do płuc przez wdychanie. Badania wykazują, że rakotwórczość zwiększa się wraz z czasem przebywania włókien w płucach. Jest ona tym mniejsza, im włókna są bardziej rozpuszczalne w środowisku biologicznym lub w płucach. Rozpuszczalność włókien zależy między innymi od składu kompozycji szkła. Dla wprowadzenia do obiegu produktów z włókien szklanych obowiązują przepisy, które wymagają przeprowadzenia na włóknach z kompozycji szkła przeznaczonej do produkcji testu odporności na rozpad biologiczny.
Dla użytkowania produktów przeznaczonych do tłumienia i izolacji wytwarzanych z włókien szklanych ulegających rozpadowi biologicznemu wymagane jest jednak spełnienie szeregu dalszych wymagań, takich jak podatność na przetwarzanie, wytrzymałość mechaniczna i odporność na działanie wilgoci. Niektóre z tych właściwości są nawet ze sobą sprzeczne, na przykład zdolność do rozpadu biologicznego i odporność na działanie wilgoci. Przy wytwarzaniu włókien szklanych istnieje zatem konieczność dokonania wyboru składników kompozycji szkła, czyli substancji szkłotwórczych i substancji zmieniających strukturę siatki, nadających się do wytwarzania włókien spełniających żądane wymagania, z zastosowaniem technologii rozwłókniania. Nieznaczne zmiany stężenia poszczególnych składników, a zatem i kompozycji szkła, mogą powodować znaczące zmiany parametrów procesu wytwarzania i odchylenia od żądanych właściwości włókien.
W opisie patentowym EP 0399320 B1 opisano zastosowanie kompozycji szkła, zawierającej co najmniej 55 -70% molowych SiO2, 0-5% molowych MgO, 8 -24% molowych CaO, 10 -20% molowych Na2O, 0-5% molowych K2O, 0-5% molowych B2O3 i 0 -3% molowych Al2O3. Ponadto w tej kompozycji szkła może występować jeszcze TiO2, tlenek żelaza i fluorki. Włókna ujawnione w owym opisie mają średnicę < 8 mm, przy czym ponad 10% włókien ma średnicę < 3 mm.
Opis patentowy EP 0412876 B1 dotyczy włókna szklanego ulegającego rozpadowi biologicznemu, które w przypadku zawartości Al2O3 w ilości równej lub większej niż 1% wag. zawiera ponad 0,1% wag. P2O5. W opisie patentowym EP 0502159 B1 ujawniono włókno szklane zawierające 61 -69% wag. SiO2, 0,1 -1,9% wag. Al2O3, 7,9 - 16,0% wag. CaO+MgO, 9,0 - 17,0% wag. Na2O oraz 8,7 - 15,0% wag. B2O3, przy czym reszta zawiera do 3% K2O, do 3% BaO i poniżej 1% dowolnego składnika lub wszystkich składników z grupy obejmującej Fe2O3, TiO2, SrO lub SO2.
W opisach patentowych EP 0738692 B1i 0738693 B1 opisano włókna szklane ulegające rozpadowi biologicznemu zawierające od 45 do mniej niż 57% wag. lub 57 -60% wag. SiO2, poniżej 2% wag. Al2O3, 10 - 16% wag. CaO+MgO, 15(18) - 23% wag. Na2O+K2O, 10 - 12% wag. B2O3, 0-4% wag. P2O5i 0-1% wag. BaO.
W tak zwanym procesie rozdmuchiwania odśrodkowego lub procesie z użyciem wirówki bębnowej stopioną masę szklaną o określonym składzie wyciska się odśrodkowo z otworów znajdujących się na obrzeżu wirującego korpusu. Tworzące się przy tym włókna wyciąga się w cieńsze włókna w przyspieszonym strumieniu gazu. Optymalne rozwłóknianie szkła w procesie rozdmuchiwania odśrodkowego, a zatem przydatność danej kompozycji szkła dla tego procesu wytwarzania o wąskim zakresie parametrów wymagają aby czas użytkowania tarcz odrzutowych był długi. Kompozycja szkła musi być tak dobrana, aby stopiona masa szklana miała określone poniżej właściwości.
Przetwarzanie szkła musi przebiegać w niskiej temperaturze, aby uniknąć mechanicznych deformacji uzależnionych od temperatury, przede wszystkim zmiany geometrii tarczy. Wysoka temperatura prowadzi poza tym do zwiększonej korozji tarczy odrzutowej, spowodowanej utlenianiem stali. Oprócz tego stopiona masa szklana nie powinna silnie korodować materiału tarcz odrzutowych. Oprócz uszkadzania tarczy przez wysoką temperaturę, skutkiem agresywności stopionej masy jest erozja otworów tarczy odrzutowej, a zatem zwiększenie średnicy włókna lub zła jakość produktu.
Ważne znaczenie ma ponadto lepkość i sposób krystalizacji i stopionej masy szklanej. Dla zapewnienia optymalnego procesu technologicznego temperatura odpowiadająca lepkości roboczej musi być wyższa od temperatury rekrystalizacji. W przeciwnym razie możliwe powstawanie kryształów w tarczach odrzutowych prowadziłoby do zatykania otworów.
Istniało zatem zapotrzebowanie na włókna szklane ulegające rozpadowi biologicznemu, o wystarczającej wytrzymałości, odporności na działanie wilgoci i dobrej podatności na przetwarzanie. Kompozycja szkła powinna być poza tym tak dobrana, aby wirówka stosowana do rozwłóknienia stoPL 195 611 B1 pionej masy szklanej mogła być możliwie długo użytkowana, przy zapewnieniu stałej jakości włókna lub produktu.
Wynalazek dotyczy włókna szklanego ulegającego rozpadowi biologicznemu, charakteryzującego się tym, że ma następujący skład:
-60% wag. SiO2,
-20% wag. Na2O,
0-3% wag. K2O,
-4,5% wag. MgO,
5-9% wag. CaO,
7-9% wag. B2O3,
1,1 -2,5% wag. Al2O3,
0-0,5% wag. SO4 2-,
0-1% wag. innych składników, w przeliczeniu na masę kompozycji.
Korzystne jest włókno szklane, w którym łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag., w przeliczeniu na masę kompozycji tworzącej włókna.
Wynalazek dotyczy również kompozycji szkła do wytwarzania włókna szklanego ulegającego rozpadowi biologicznemu, charakteryzującej się tym, że zawiera
-60% wag. SiO2,
-20% wag. Na2O,
0-3% wag. K2O,
-4,5% wag. MgO,
5-9% wag. CaO,
7-9% wag. B2O3,
1,1-2,5% wag. Al2O3,
0-0,5% wag. SO4 2-,
0-1% wag. innych składników, w przeliczeniu na masę kompozycji.
Korzystna jest kompozycja szkła, w której łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag.,w przeliczeniu na masę kompozycji szkła.
Wynalazek dotyczy ponadto sposobu wytwarzania włókna szklanego ulegającego rozpadowi biologicznemu, w którym topi się kompozycję szkła, rozwłóknia na włókna pierwotne i wyciąga we włókna wtórne, przy czym ten sposób charakteryzuje się tym, że w procesie wirowania rozwłóknia się kompozycję szkła zawierającą
-60% wag. SiO2,
-20% wag. Na2O,
0-3% wag. K2O,
-4,5% wag. MgO,
5-9% wag. CaO,
7-9% wag. B2O3,
1,1 -2,5% wag. Al2O3,
0-0,5% wag. SO4 2-,
0-1% wag. innych składników, w przeliczeniu na masę kompozycji.
Korzystnie stosuje się stopioną kompozycję szkła, w której łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag., w przeliczeniu na masę kompozycji.
Korzystnie stopioną kompozycję szkła rozwłóknia się za pomocą wirującej tarczy.
Wynalazek dotyczy także zastosowania włókna szklanego określonego powyżej jako materiału izolacyjnego lub tłumiącego.
PL 195 611 B1
Włókna szklane wytwarza się przez rozwłóknianie stopionej kompozycji szkła o wyżej podanym składzie, w procesie tak zwanego rozdmuchiwania odśrodkowego lub procesie z użyciem wirówki bębnowej.
Korzystnie łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag., w przeliczeniu na masę kompozycji. Szczególnie korzystnie udział CaO wynosi 6,5 - 8,5% wag. Korzystnie całkowity udział tlenków metali alkalicznych wynosi £ 20% wag. Udział Al2O3 wynosi korzystnie 1,4 - 2,2% wag. Korzystnie udział SO42- wynosi 0,05 - 0,4% wag. Kompozycja szkła stosowana zgodnie z wynalazkiem nie zawiera ani tlenku baru, ani pięciotlenku fosforu. W opisanych powyżej włóknach lub kompozycjach inne składniki stanowią zanieczyszczenia.
Zaletą wynalazku jest to, że włókna szklane według wynalazku, zgodnie ze specyfikacją WHO dotyczącą włókien, wykazują w teście odporności na rozpad biologiczny - po ich wewnątrztchawiczym wprowadzeniu -okres półtrwania około 30 -40 dni, zgodnie z rozporządzeniem dotyczącym substancji niebezpiecznych. Spełnione są zatem najnowsze wytyczne niemieckiego rozporządzenia dotyczącego substancji niebezpiecznych i zapewniony jest wymagany rozpad włókien szklanych. Z drugiej strony zdolność do rozpadu nie jest zbyt wielka, a zatem jest zapewniona wymagana odporność włókien na działanie wilgoci i korozję hydrotermiczną oraz jest zapewniona pożądana trwałość włókien szklanych i otrzymanych z nich produktów, takich jak włókniny z włókna szklanego, przy przechowywaniu i stosowaniu zgodnie z przeznaczeniem. Kompozycje szkła według wynalazku pod względem odporności na działanie wody kwalifikują się do hydrolitycznej klasy 4, zgodnie z DIN ISO 719. W tym teście wykazują one zużycie HCl wynoszące 1,0 -1,7 ml.
Kolejną zaletą wynalazku jest to, że stosowana kompozycja szkła zapewnia znacząco większą trwałość użytkową tarczy odrzutowej, w szczególności ze względu na możliwie niewielką temperaturę przetwarzania. Temperatura ta dla h=103 dPas wynosi 920 - 970°C, a dla h=104 dPas wynosi 820 - 850°C.
Dla wytworzenia włókien szklanych według wynalazku można wytworzyć zestaw szklarski, po odważeniu i wymieszaniu częściowo naturalnych surowców wraz z ich zanieczyszczeniami, i umieścić go w wannie do topienia. Przy topieniu szkła z zestawu szklarskiego, w różnych obszarach wanny panuje zróżnicowana temperatura, a zatem zestaw znajduje się w różnych etapach procesu topienia szkła. W urządzeniu zasilającym, szkło w wannie do topienia doprowadzone do temperatury 1200 -1400°C, można ochłodzić do optymalnej temperatury przerobu i za pomocą dysz platynowych, regulujących temperaturę i zdolność przepustową, przeprowadzić w postaci strumienia masy szklanej do maszyny rozwłókniającej.
Rozwłóknianie stopionej masy szklanej można prowadzić w procesie rozdmuchiwania odśrodkowego w wysokotemperaturowej wirówce z perforowaną tarczą wieńcową. Wypływające z otworów włókna pierwotne są wyciągane w cieńsze włókna, w przyspieszonym strumieniu powietrza lub gazu w rozmieszczonym pierścieniowo zewnętrznym urządzeniu rozdmuchującym i są rozdmuchiwane do odbierającej włókna komory lub do szybu opadowego. Siatkę z włókien tworzącą się pod maszyną rozwłókniającą spryskuje się środkiem wiążącym, za pomocą rozmieszczonych pierścieniowo dysz. Dysze powietrzne rozprowadzają włókna na całą szerokość szybu opadowego, co służy rozdzieleniu włókien i powietrza procesowego oraz regulacji szerokości włókniny. Zmiana szybkości pasma na dnie szybu opadowego umożliwia regulację gramatury pierwotnej włókniny. Taki sposób wytwarzania jest znany i opisany na przykład w Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, tom 11, strony 359 -374, wydanie 4.
W celu utwardzenia środka wiążącego w temperaturze 190 - 250°C, włókninę przepuszcza się przez piec do utwardzania, pomiędzy dwiema perforowanymi taśmami płytkowymi z nastawialnym odstępem pomiędzy nimi, co służy regulacji grubości produktu. Włókniny mogą być ewentualnie ze sobą laminowane. Po wytworzeniu produktu prowadzi się konfekcjonowanie i pakowanie.
Wynalazek ilustrują następujące przykłady.
Przykłady
Dla opisanych poniżej badań wytworzono cztery próbki szkła o składzie podanym w tabeli 1. Próbki oznaczone jako A i B były próbkami zgodnymi z wynalazkiem, które porównywano z próbkami szkła z porównawczych przykładów 1i 2.
PL 195 611 B1
Tabel a 1
| Kompozycja A | Kompozycja B | Przykład 1 (porównawczy) | Przykład 2 (porównawczy) | |
| SiO2 | 59,0 | 58,6 | 56,8 | 62,3 |
| Na2O | 18,0 | 17,8 | 17,8 | 15,8 |
| K2O | 0,5 | 0,4 | 0,2 | 0,5 |
| MgO | 3,9 | 4,5 | 4,4 | 4,5 |
| CaO | 8,2 | 7,1 | 7,2 | 7,3 |
| B2O3 | 7,9 | 8,9 | 12,4 | 6,9 |
| AI2O3 | 2,2 | 1,4 | 1,0 | 2,3 |
| SO42- | 0,1 | * | * | * |
| Inne składniki | 0,2 | 0,9 | 0,2 | 0,4 |
*nie oznaczano
Współczynnik rakotwórczości KI określony na podstawie składu szkła wynosił dla zgodnych z wynalazkiem włókien o składzie A i B odpowiednio 34,1 i 35,9, a dla porównawczych włókien o składzie 1i 2 odpowiednio 40,0 i 30,4.
Zbadano odporność włókien szklanych na rozpad biologiczny i ich odporność na działanie wody oraz zależność lepkość-temperatura stopionej szklanej masy i podatność na przetwarzanie stopionej masy metodą rozdmuchiwania odśrodkowego.
Dla sprawdzenia zdolności do rozpadu biologicznego, włókna szklane badano zgodnie z obowiązującym obecnie Protokołem Unii Europejskiej ECB/TM27 rev.7, według zasad GLP doświadczeń na zwierzętach, po dotchawiczym wprowadzeniu włókien szklanych. Wyniki badań okresu półtrwania eliminacji włókien według WHO w płucach zwierząt przedstawiono w tabeli 2. Okazało się, że włókna o składzie 1 mają najkrótszy okres półtrwania. Włókna WHO o składzie 2 nie spełniają niemieckiego rozporządzenia dotyczącego substancji niebezpiecznych, które wymaga, aby okres półtrwania wynosił £ 40 dni.
Oznaczanie odporności na działanie wody przeprowadzono zgodnie z DIN ISO 719. Stężenie wyługowanych jonów metali alkalicznych, takich jak Na+ i K+, oznaczano po pewnym czasie przetrzymywania szkła w wodzie, w określonej temperaturze. Odpowiednio do zużycia kwasu solnego zaszeregowano szkła do klas hydrolitycznych. Im wyższe zużycie HCl, tym wyższa zawartość wyługowanych jonów metali alkalicznych, tym mniejsza odporność na działanie wody.
Lepkość w zależności od temperatury mierzono za pomocą lepkościomierza obrotowego, w zakresie lepkości około 102 -105 dPas.
Oznaczenie zależności krystalizacji od temperatury przeprowadzano na małych kawałkach szkła, które na platynowej szynie wyżarzano przez dwie godziny w piecu z gradientem temperatury 700 - 900°C. Po ochłodzeniu obecne w szkle kryształy mierzono pod mikroskopem. W rezultacie wyznaczono maksymalną szybkość krystalizacji i dwie temperatury charakteryzujące rekrystalizację szkła:
TKWGmax - temperatura maksymalnej szybkości krystalizacji, oraz
TL - temperatura likwidusu, przy której nie obserwuje się już krystalizacji.
Wyniki badań przedstawiono w tabeli 2.
PL 195 611 B1
Tabel a 2
| Kompozycja A | Kompozycja B | Przykład 1 (porównawczy) | Przykład 2 (porównawczy) | |
| Odporność na działanie wody Klasa hydrolityczna | 4 | 4 | 4 | 3 |
| Zużycie HCl [ml] | 1,0 | 1,5 | 1,9 | 0,8 |
| Krystalizacja KWGmax [μιτι/Ιι] | 33 | 16 | - | 9 |
| TKWGmax [ C] | 850 | 850 | - | 820 |
| Tlikwidusu [ C] | 880 | 880 | - | 850 |
| Lepkość Temperatura przy 102 dPas [°C] | 1180 | 1145 | 1090 | 1225 |
| Temperatura przy 102 dPas [°C] | 960 | 940 | 925 | 990 |
| Temperatura przy 102 dPas [°C] | 830 | 825 | 830 | 860 |
| Gęstość [g/cm3] | 2,561 | 2,560 | 2,553 | 2,544 |
| Okres półtrwania w teście I.t. | - | 37 dni | 29 dni | 60 dni |
Porównanie wyników pomiarów odporności na działanie wody i odporności na rozpad biologiczny wykazuje, że szkła o składzie B i 1, których rozpuszczalność w środowisku biologicznym odpowiada wytycznym niemieckiego rozporządzenia dotyczącego substancji niebezpiecznych, można zaszeregować do hydrolitycznej klasy 4, a nierozpuszczalne w środowisku biologicznym szkło o składzie 2 do klasy 3.
Dla oceny skłonności do występowania kryształów w tarczach odrzutowych trzeba uwzględniać TKWGmax i TL, w połączeniu z zależnością lepkości od temperatury lub z temperaturą odpowiadającą lepkości rozwłókniania. Szkła o niewielkiej skłonności do krystalizacji odznaczają się mniejszą szybkością krystalizacji i mają temperaturę likwidusu o 50 K niższą od temperatury odpowiadającej lepkości 103 dPas.
Właściwości krystalizacyjne szkła o składzie B są podobne do właściwości szkieł o składzie A i 2. Przy porównywaniu lepkości poszczególnych kompozycji okazało się, że temperatury kompozycji 234
A, B i 1 przy lepkości 102, 103, 104 dPas są znacząco niższe niż kompozycji 2.
Porównawcze kompozycje szkła, zwłaszcza kompozycja 1, mogą być przetwarzane w procesie wirowania. Włókna z kompozycji 1 cechują się niską temperaturą przetwarzania i pożądaną rozpuszczalnością w środowisku biologicznym. Niekorzystna jest niewielka odporność na działanie wody, o czym świadczy zużycie 1,9 ml HCl. W porównaniu z tym, włókna szklane według wynalazku przy oznaczaniu odporności na działanie wody wykazują zużycie HCl wynoszące 1,0 i 1,5 ml. Natomiast odporność 20 włókien z kompozycji 2 jest tak duża, że hydrolizuje ona tylko w niewielkim stopniu, a zatem czas przebywania włókien w płucach jest zbyt długi. W przypadku kompozycji 2 niekorzystna jest poza tym wysoka temperatura przetwarzania i wynikające z tego wysokie zużycie tarcz odrzutowych.
Kompozycje szkła według wynalazku zapewniają dobre właściwości szkła, stopionej masy i włókien. Stopione masy szklane odznaczają się niską temperaturą przetwarzania, niewielką skłonnością do krystalizacji i małą agresywnością w stosunku do tarcz odrzutowych, co zapewnia długi czas użytkowania tych tarcz. Te kompozycje szkła wykazują taką rozpuszczalność, która zapobiega zbyt silnej hydrolizie włókien, a dodatkowo w warunkach magazynowych produkt w stanie ściśniętym nie traci pożądanych właściwości. Włókna wykazują przy tym wymaganą prawem rozpuszczalność w środowisku biologicznym.
Claims (8)
1. Włókno szklane ulegające rozpadowi biologicznemu, znamienne tym, że ma następujący skład:
50-60% wag. SiO2,
15 -20% wag. Na2O,
0-3% wag. K2O,
2 -4,5% wag. MgO,
5-9% wag. CaO,
7-9% wag. B2O3,
1,1 -2,5% wag. Al2O3,
0-0,5% wag. SO4 2-,
0-1% wag. innych składników, w przeliczeniu na masę kompozycji.
2. Włókno szklane według zastrz. 1, znamienne tym, że łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag., wprzeliczeniu na masę kompozycji tworzącej włókna.
3. Kompozycja szkła do wytwarzania włókna szklanego ulegającego rozpadowi biologicznemu, znamienna tym, że zawiera
58 -60% wag. SiO2,
15 -20% wag. Na2O,
0-3% wag. K2O,
2 -4,5% wag. MgO,
5-9% wag. CaO,
7-9% wag. B2O3,
1,1 -2,5% wag. Al2O3,
0-0,5% wag. SO4 2-,
0-1% wag. innych składników, wprzeliczeniu na masę kompozycji.
4. Kompozycja szkła według zastrz. 3, znamienna tym, że łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag., w przeliczeniu na masę kompozycji szkła.
5. Sposób wytwarzania włókna szklanego ulegającego rozpadowi biologicznemu, w którym topi się kompozycję szkła, rozwłóknia na włókna pierwotne i wyciąga we włókna wtórne, znamienny tym, że w procesie wirowania rozwłóknia się kompozycję szkła zawierającą
58 -60% wag. SiO2,
15 -20% wag. Na2O,
0-3% wag. K2O,
2 -4,5% wag. MgO,
5-9% wag. CaO,
7-9% wag. B2O3,
1,1 -2,5% wag. Al2O3,
0-0,5% wag. SO4 2-,
0-1% wag. innych składników, w przeliczeniu na masę kompozycji.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się stopioną kompozycję szkła, w której łączny udział składników MgO i CaO wynosi > 10,5% wag., w przeliczeniu na masę kompozycji.
7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że stopioną kompozycję szkła rozwłóknia się za pomocą wirującej tarczy.
8. Zastosowanie włókna szklanego określonego w zastrz. 1 jako materiału izolacyjnego lub tłumiącego.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10020335A DE10020335A1 (de) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Glasfaser mit verbesserter biologischer Abbaubarkeit |
| PCT/EP2001/004678 WO2001081259A1 (de) | 2000-04-26 | 2001-04-25 | Glasfaser mit verbesserter biologischer abbaubarkeit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL358276A1 PL358276A1 (pl) | 2004-08-09 |
| PL195611B1 true PL195611B1 (pl) | 2007-10-31 |
Family
ID=7639935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL01358276A PL195611B1 (pl) | 2000-04-26 | 2001-04-25 | Włókno szklane ulegające rozpadowi biologicznemu,kompozycja szkła do jego wytwarzania, sposób wytwarzania włókna szklanego i zastosowanie włókna szklanego |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1276700B1 (pl) |
| AT (1) | ATE276210T1 (pl) |
| AU (1) | AU2001258369A1 (pl) |
| DE (2) | DE10020335A1 (pl) |
| ES (1) | ES2228860T3 (pl) |
| HU (1) | HU225293B1 (pl) |
| PL (1) | PL195611B1 (pl) |
| WO (1) | WO2001081259A1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114956583B (zh) * | 2022-05-19 | 2023-06-30 | 宣汉正原微玻纤有限公司 | 一种干法玻璃纤维真空绝热板芯材及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3917045A1 (de) | 1989-05-25 | 1990-11-29 | Bayer Ag | Toxikologisch unbedenkliche glasfasern |
| NZ234718A (en) * | 1989-08-11 | 1992-05-26 | Saint Gobain Isover | Decomposable glass fibres |
| DE4447576A1 (de) | 1994-05-28 | 1996-05-09 | Gruenzweig & Hartmann | Glasfaserzusammensetzungen |
| DE69500553T2 (de) * | 1994-05-28 | 1998-03-05 | Saint Gobain Isover | Glasfaserzusammensetzungen |
| HRP950325A2 (en) * | 1994-06-19 | 1997-08-31 | Saint Gobain Isover | Mineral-fiber compositions |
| US5523264A (en) * | 1995-03-31 | 1996-06-04 | Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. | Glass compositions and fibers therefrom |
| FR2758322B1 (fr) * | 1997-01-14 | 1999-02-12 | Saint Gobain Isover | Composition de laine minerale artificielle |
| FR2781788B1 (fr) * | 1998-08-03 | 2001-08-10 | Saint Gobain Isover | Composition de laine minerale |
-
2000
- 2000-04-26 DE DE10020335A patent/DE10020335A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-04-25 ES ES01931652T patent/ES2228860T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-25 WO PCT/EP2001/004678 patent/WO2001081259A1/de active IP Right Grant
- 2001-04-25 HU HU0300291A patent/HU225293B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2001-04-25 AU AU2001258369A patent/AU2001258369A1/en not_active Abandoned
- 2001-04-25 DE DE50103631T patent/DE50103631D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-25 PL PL01358276A patent/PL195611B1/pl unknown
- 2001-04-25 AT AT01931652T patent/ATE276210T1/de active
- 2001-04-25 EP EP01931652A patent/EP1276700B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10020335A1 (de) | 2001-10-31 |
| WO2001081259A1 (de) | 2001-11-01 |
| DE50103631D1 (de) | 2004-10-21 |
| PL358276A1 (pl) | 2004-08-09 |
| HU225293B1 (en) | 2006-09-28 |
| EP1276700A1 (de) | 2003-01-22 |
| ES2228860T3 (es) | 2005-04-16 |
| EP1276700B1 (de) | 2004-09-15 |
| HUP0300291A3 (en) | 2005-10-28 |
| AU2001258369A1 (en) | 2001-11-07 |
| HUP0300291A2 (hu) | 2003-06-28 |
| ATE276210T1 (de) | 2004-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5108957A (en) | Glass fibers decomposable in a physiological medium | |
| JP5500568B2 (ja) | ミネラルウール、絶縁製品及び製造方法 | |
| US7767606B2 (en) | Low viscosity E-glass composition enabling the use of platinum and rhodium free bushings | |
| US8987154B2 (en) | Modulus, lithium free glass | |
| CA2747993C (en) | Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith | |
| US5945360A (en) | Biosoluble pot and marble-derived fiberglass | |
| CA2857606C (en) | Melt composition for the production of man-made vitreous fibres | |
| US6794322B2 (en) | Low-boron glass fibers and glass compositions for making the same | |
| EP0768988B1 (en) | Glass compositions and fibers therefrom | |
| KR101223675B1 (ko) | 염용해성 세라믹 섬유 조성물 | |
| US20030015003A1 (en) | Low temperature glass for insulation fiber | |
| CA2888470A1 (en) | Glass composition for the manufacture of fibers and process | |
| CA1106413A (en) | Glass composition for fiberization | |
| AU741801B2 (en) | Artificial mineral wool composition | |
| KR20130112433A (ko) | 유리 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 생체용해성 유리 섬유 | |
| KR20110097010A (ko) | 세라믹 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 고온단열재용 생체용해성 세라믹 섬유 | |
| EP0895511B1 (en) | Glass compositions having high ki values and fibers therefrom | |
| PL195611B1 (pl) | Włókno szklane ulegające rozpadowi biologicznemu,kompozycja szkła do jego wytwarzania, sposób wytwarzania włókna szklanego i zastosowanie włókna szklanego | |
| WO2001060754A1 (en) | Man-made vitreous fibres and products containing them | |
| CZ241497A3 (cs) | Minerální vlákna s hodnotou Ki>40 a způsob jejich výroby | |
| AU2018307447A1 (en) | Mineral fibres | |
| WO2000073230A1 (en) | Man-made vitreous fibres and products containing them | |
| WO1998047831A1 (en) | A biodegradable mineral-fiber composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RECP | Rectifications of patent specification |