RO112718B1

RO112718B1 - Compozitie de fibre minerale, termostabila si solubila biologic

Info

Publication number: RO112718B1
Application number: RO95-01217A
Authority: RO
Inventors: Marianne Guldberg; Vermund Rust Christensen
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1997-12-30
Also published as: US5583080A; EP0677026A1; DE69312741T2; BG61444B1; CA2152920C; AU5831694A; SK280332B6; DK0677026T3; DK156692D0; CZ286581B6; WO1994014717A1; DE69312741D1; ES2105624T3; CA2152920A1; ATE156106T1; CZ168295A3; EP0677026B1; PL309641A1; PL176175B1; BG99809A

Description

Invenția se referă la o compoziție de fibre minerale termostabilă, și mai specific, la o compoziție minerală termostabilă, în mai multe variante, care este solubilă în fluide biologice. In mod special, invenția se referă la fibre minerale formate din aceste compoziții minerale și utilizate la izolații termice și/sau acustice sau utilizate ca mediu de creștere a plantelor.

Izolațiile din fibre minerale sunt utilizate pe scară largă și reprezintă produse durabile într-o lungă perioadă de timp. Produsele de izolație sunt confecționate din materiale minerale brute, așa cum sunt roca sau zgura, care sunt topite și filate sub formă de fibre, legate între ele cu lianți. Lianții pot fi în general, o rășină fenol-formaldehidă sau o rășină fenol- formaldehidică modificată cu uree.

Este bine cunoscut că produsele de izolație din fibre minerale sunt avantajoase în comparație cu produsele de izolație din fibre de sticlă, din punct de vedere al rezistenței acestora, rezistență care este mai ridicată față de incendii, respectiv în ceea ce privește excelenta termostabilitate care le caracterizează. In general, lâna de sticlă rezistă la temperaturi de până la, aproximativ, 65O°C, în timp ce lâna minerală este capabilă să reziste la temperaturi de până la aproximativ 1QQ0°C. Este de dorit, în cea mai înaltă măsură, să se mențină sau chiar să crească această excelentă proprietate în oricare dintre transformările produselor din fibre minerale cunoscute până în prezent.

Recent, o mai mare atenție a fost acordată problemelor de sănătate în legătură cu diferite materiale fibroase, incluzând filtre de lână minerală pentru izolații. Este bine cunoscut că inhalarea unor anumite tipuri de fibre, așa cum sunt fibrele de azbest, poate conduce la boli respiratorii, incluzând cancer pulmonar. Se crede că un factor important îl constituie abilitatea fibrelor de azbest de a rămâne în plămân pe o perioadă extinsă de timp. Cu toate că nu este menționată până în prezent nici o evidență privind faptul că fibrele artificiale ar constitui cauza unor boli respiratorii sau a unor alte boli la oameni, este de dorit a se asigura fibrele minerale cu o viteză crescută de dizolvare în fluide biologice, întrucât este de așteptat ca asemenea fibre să aibă un timp de înjumătățire considerabil mai scurt în plămâni după inhalare.

Preocuparea privind efectele posibile asupra sănătății a fibrelor artificiale de sticlă (MMVF) a constituit motivul pentru un număr de investigații întreprinse în ultimii ani. Se crede că în afară de dimensiunile fibrei, de asemenea, timpul de staționare în plămâni poate constitui un parametru important în provocarea bolii. Timpul de staționare este influențat de îndepărtarea fizică a fibrelor din plămâni și de viteza de dizolvare a fibrelor.

Viteza de dizolvare a fibrelor poate fi evaluată în diferite moduri. Prin măsurători in vitro, se introduc fibre minerale în soluții fiziologice artificiale (soluția Gambie, modificată în concordanță cu expunerea lui Scholze, H. Conradt, intitulată Studiul in vitro privind durabilitatea chimică a fibrelor silicioase, [Ann.Oco.Hyg. 31, pag.683...692, 987], considerându-se a fi asemănătoare condițiile cu cele din fluide pulmonare. Lichidele utilizate sunt toate caracterizate ca având o valoare a pH-ului de 7,4...7,8. Este cunoscut din publicația Carr; lan: Celulele macrofage Privire generală asupra ultrastructurii și funcției, Academic Press, 1973, că valoarea pH-ului în celulele macrofage este diferită, și anume este mai acidă, decât valoarea pH-ului din fluidul pulmonar, asemănându-se cu valoarea pH-ului din lichidele utilizate în mod normal.

Măsurători recent publicate privind durabilitatea fibrelor, incluzând măsurători in vivo, privind dizolvarea fibrei în plămânii de șobolan, indică faptul că această diferență în ceea ce privește pH-ul poate justifica diferitele viteze de dizolvare și se demonstrează că fibrele investigate, atunci când sunt suficient de scurte, pot fi înghițite de celulele macrofage, aceasta putând explica - viteza scăzută de dizolvare observată în cazul fibrelor din lână minerală de sticlă.

In publicația WO 89/12032, se dezvăluie compoziții de fibre minerale anor

RO 112718 Bl ganice dintre care unele trec testul de foc de 2h, conform ASTM E-119 și manifestă totodată durabilitate scăzută în soluții saline fiziologice, respectiv prezintă viteze ridicate de dizolvare în aceste soluții. Componenții din aceste compoziții prezentate pot varia în mod considerabil. Totuși toate compozițiile prezentate sunt realizate din oxizi metalici puri sau din materiale brute mai puțin pure cu adăugarea de oxizi puri ceea ce face ca aceste compoziții prezentate să fie foarte costisitoare.

Obiectul prezentei invenții este de a se asigura o compoziție minerală ce poate fi adusă sub formă de fibre, care poate fi fabricată din materiale brute ce se întâlnesc în natură, accesibile și care să prezinte o viteză de dizolvare ridicată în fluide biologice și să manifeste o bună termostabilitate.

Compoziția de fibre minerale, conform invenției, este termostabilă și prezintă o viteză ridicată de dizolvare în fluide biologice. Este constituită

53.5.. .64% Si0₂, maximum 4% AI₂0₃,

10.. .20% CaO, 1 □.. .20% MgO și 6,5.. .9% FeO, cantitatea totală de FeO și FegOg fiind calculată ca FeO, iar procentele fiind exprimate în greutate.

In mod surprinzător, fibrele minerale au atât o viteză ridicată de dizolvare în fluide biologice, cât și o termostabilitate bună, putând fi fabricate din compoziții minerale de materiale brute ce se întâlnesc în natură și din alte materiale brute accesibile, așa cum sunt olivin, cuarț, dolomit, gresie calcaroasă și minereu de fier, opțional legate total sau parțial cu ciment sub formă de brichete.

Compoziții din prezenta invenție pot fi preparate, de exemplu, din materiale brute ce se întâlnesc în natură și anume, din aproximativ, respectiv, 36% nisip de cuarț, 17%, nisip de olivin, 42% deșeuri de lână minerală; 12% minereu de fier, 11 % dolomit și 12% ciment.

In concordanță cu invenția, este preferabil ca domeniul privind cantitatea totală de CaO, MgO, Fe₂0₃ și FeO din compozițiile minerale să reprezinte:

32% < CaO + MgO + Fe0/Fe₂0₃< 40%, de preferință,

35% < CaO + MgO + Fe0/Fe₂0₃< 40% și în mod special,

38% < CaO + MgO + Fe0/Fe₂0₃< 40%.

Procentele sunt exprimate în greutate.

Compoziția minerală din invenție este în mod deosebit adecvată pentru fabricarea fibrelor minerale printr-o metodă uzuală și prezentată, în publicația WO 92/06047

Pentru fabricarea fibrelor fine, prin această metodă, este necesară o compoziție având o viscozitate de 15 Poise la temperatura de lucru. Pe de altă parte, este, de asemenea, de dorit ca, topitura din compoziție să aibă o viscozitate care să nu fie mai mică de 4 Poise, la temperatura de lucru.

Nu este evident ca viteza de dizolvare a compoziției de fibre minerale să poată fi mărită, menținându-se în același timp celelalte proprietăți care sunt necesare. După cum s-a menționat mai sus, viscozitatea topiturii trebuie să fie menținută într-un domeniu îngust, pentru a permite aducerea sub formă de fibre prin metode de fabricare utilizate în mod curent. Lâna minerală rezultată trebuie să fie suficient de durabilă pentru a-și menține integritatea fizică pe toată durata de viață a clădirii, vaporului sau a altor obiective de uz final. Mai mult decât atât, lâna minerală rezultată trebuie să fie suficient de termostabilă pentru a asigura o rezistență excelentă la incendii produsului de izolare final.

Viscozitatea compoziției minerale topite este dependentă de conținutul total de silice și alumină, un conținut total ridicat de silice și alumină conducând la o viscozitate ridicată și, implicit, o viscozitate ridicată, determinând un conținut total ridicat de silice și alumină. In mod corespunzător, viscozitatea implică anumite restricții în ceea ce privește modul în care compoziția poate fi modificată.

Conținutul de componenți de oxid de magneziu și oxid feros sau oxid feric din compoziția minerală, se pare că are o influență semnificativă asupra termostabilității fibrei minerale. Oxidul feros sau

RO 112718 Bl feric joacă un rol important în calitate de agent de formare a cristalelor în conversia materialului de fibră minerală de la o condiție amorfă la o stare cristalină sau pseudo - cristalină pe durata influenței externe a căldurii, de exemplu în timpul incendiului. In mod corespunzător, aceasta prezintă anumite restricții în ceea ce privește cantitatea minimă de component de oxid feros sau feric prezentă în compoziție. Trebuie avut în vedere că materialul de fibră minerală fără oxid feros sau feric poate fi capabil să reziste la temperaturi înalte, temperaturi care sunt atinse prin creșterea înceată a căldurii în contrast cu creșterea rapidă a căldurii, rezultată de exemplu ca urmare a unui incendiu exterior. Așa cum a fost menționat mai înainte, când materialul de fibră minerală este supus unui incendiu (instantaneu sau încălzit în mod rapid], structura materialului, respectiv a lânei minerale, este convertită de la o condiție amorfă la o stare cristalină și, în mod corespunzător, termostabilitatea materialului de fibră minerală reclamă prezența unui agent de formare a cristalelor în materialul fibros. Pe de altă parte, este de asemenea de așteptat, așa cum reiese din publicația WO 89/12032, ca prezența compușilor de alumină și oxid feros sau feric din compoziția minerală să aibă o influență negativă semnificativă asupra vitezei de dizolvare, după cum se demonstrează în continuare.

Viteza de dizolvare sau durabilitatea prezintă, totuși, cea mai complicată restricție. Lâna minerală trebuie să fie relativ inertă la atacul umidității la locul de instalare, dar trebuie să se dizolve repede în plămâni. întrucât ambele aceste situații implică atacul apei asupra fibrelor în condiții acid-bază aproape neutre, este de asemenea surprinzător faptul că această cerință poate fi realizată prin modificări compoziționale.

Termenul de “fluid biologic” reprezintă o sare fiziologică sau soluții saline și în același timp orice fluid prezent in vivo la mamifere.

O altă variantă de compoziție minerală ce poate fi adusă sub formă de fibră în conformitate cu invenția este alcătuită esențial din 53,5...63% Si0₂,< 4%, AIA, 15/.20% CaO; 10... 15% MgO și 6,5...8% FeO. Procentele sunt exprimate în greutate. Cantitatea totală de FeO și Fe₂O₃ este calculată ca FeO. Compoziția minerală în conformitate cu invenția se utilizează în componența materialelor de fibre minerale.

Intr-o realizare preferată a invenției, materialul de fibre minerale, în conformitate cu invenția, trebuie să aibă preferabil o temperatură de sinterizare de cel puțin 9OO°C, mai preferabil de cel puțin 1OOO°C și, în mod special, de cel puțin 110O°C. Compoziția în concordanță cu invenția este utilizată pentru prepararea materialului de fibră minerală și determină creșterea vitezei de dizolvare a materialului de fibre minerale termostabil, într-un fluid biologic.

Materialul de fibră minerală, în conformitate cu invenția, care este termostabil și are o viteză ridicată de dizolvare în fluide biologice, este utilizabil pentru izolații termice și/sau acustice sau ca mediu de creștere a plantelor sau ca substrat.

altă variantă de compoziție minerală avantajoasă ce poate fi adusă sub formă de fibră este constituită esențial, în conformitate cu invenția din 54,5...63% SiO₂; 1...4% AI₂O₃; 15...20% CaO; 11 ...16% MgO și 6,5...8% FeO, cantitatea totală de FeO și Fe₂O₃ fiind calculată ca FeO.

Procentele sunt exprimate în greutate.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a compoziției, conform invenției.

Exemplul 1. Viteza de dizolvare și termostabilitatea fibrelor minerale fabricate din compoziții uzuale sau din compoziții comparative și respectiv dintr-o compoziție, în conformitate cu invenția, sunt determinate astfel: fibrele se obțin prin topirea compoziției minerale ce urmează a fi testată într-un cuptor uzual de tip cupolă, urmată defilarea materialului fibros sub formă de lână minerală. Nu se aplică nici un liant.

RO 112718 Bl

Se testează următoarele compoziții de fibre minerale:

- compoziție A constând din fibre minerale comerciale fabricate de Rockwool Lapinus B.V. Roarmond, Olanda; 5

- compoziții B, C și D, drept compoziții comparative;

- compoziții E, F, G, I, constând din fibre minerale în conformitate cu invenția.

Componenții fiecărei compoziții test ι o sunt indicați în tabelul 1 de mai jos. Trebuie avut în vedere că, în afara constituenților menționați în tabelul 1, fiecare dintre compozițiile de fibre minerale testate conțin până la un total de 2% în greutate alți constituenți (urme) făcând parte din compoziția materialelor brute utilizate. Astfel de alți constituenți pot include, de exemplu, oxid de mangan, oxid de crom, și diferiți compuși cu sulf. Totuși, procentele din tabelul 1 sunt standardizate la un total de 100% în greutate, total, alcătuit numai din constituenții care sunt listați.

Tabelul 1

Componenți % în greutate	Compoziții comparative	Compoziții conform invenției
	A	B	C	D	E	F	G	I
Si0₂	46,8	50,8	58,6	61,3	61,5	54,9	56,4	60,2
AI₂0₃	13,2	0,8	3,7	0,8	0,7	4,0	2,7	0,3
Ti0₂	2,9	0,1	0,5	0,2	0,2	0,6	0,5	0,1
FeO	6,3	0,1	6,0	4,1	7,2	6,8	7,3	7,9
CaO	17,2	31,0	23,6	12,8	13,1	17,2	17,0	20,0
MgO	9,6	17,0	6,0	20,3	16,9	15,3	15,1	11,1
Na₂0	2,8	0,1	0,2	0,1	0,1	0,5	0,4	0,1
K₂0	1,2	0,1	0,6	0,4	0,3	0,7	0,6	0,3

Pentru testare, se determină dimen- 25 ajutorul acidului clorhidric.

siunile eșantioanelor de fibră. Eșantioanele se cern, iar fracțiunea cu dimensiuni sub 63 micrometri este utilizată pentru testări.

Pentru fiecare eșantion, este determinată distribuția diametrelor fibrelor, 3 o măsurându-se diametrul și lungimea a 200 fibre individuale cu ajutorul unui microscop optic (gradul de mărire 1000 x mărimea). Citirile sunt necesare calculării suprafeței specifice a eșantioanelor de fibră, luându-se 35 în considerare densitatea fibrelor. Pentru măsurarea vitezei de dizolvare, în sistem staționar, 3Q0 mg de fibre se plasează în sticle de polietilenă conținând 500 ml soluție Gambie modificată (respectiv cu 4 o agenți de complexare) la o valoare a pH-ului de 7,5. □ dată pe zi, pH-ul se controlează și se ajustează dacă este necesar cu

Testele se efectuează pe o perioadă de o săptămână. Sticlele se țin în baie de apă la temperatura de 37°C și se agită în mod viguros de două ori pe zi. Se extrag părți din soluție după una și respectiv patru zile și se analizează în ceea ce privește conținutul de siliciu pe un spectrofotometru de absorbție atomic de tip Perkin - Elmer.

Soluția Gambie modificată se ajustează la o valoare a pH-ului de 7,5, ± 0,2 și prezintă următoarea compoziție; 0,212 g/l, MgCI₂.6 1-(,0,: 7,120 g/l NaCI; 0,029 g/l CaCI₂.2 H₂0; 0,079 g/l Na₂S0₄; 0,140 g/l HP0₄; 1,950 g/l NaHC0₃; 0,180 g/l tartrat de sodiu: 2H_P0, 0,152 g/l citrat de sodiu: 2H₂0, 0,156 g/l, acid lactic de concentrație 90% 0,118 g/l glicină; 0,172 g/l piruvat de

RO 112718 Bl sodiu și 1 ml formalină.

Bazat pe dizolvarea bioxidului de siliciu (Si0₂), a rețelei dizolvate, se calculează grosimea specifică dizolvată și se stabilește viteza de dizolvare 5 (nanometri/zi). Calculele se bazează pe conținutul de bioxid de siliciu din fibre, suprafața specifică și cantitatea de siliciu (Si) dizolvată.

Termostabilitatea exprimată ca io temperatură de sinterizare a compozițiilor de fibre A...I se stabilește prin următoarea metodă:

Un eșantion cu dimensiuni de (5 x 5 x 7,5 cm) de lână minerală fabricată 15 din compoziția de fibră ce urmează a fi testată se plasează într-un cuptor uzual preîncălzit la temperatura de 700°C. După o expunere de 0,5 h, se evaluează contractarea și sinterizarea eșantionului. Metoda se repetă de fiecare dată cu un eșantion proaspăt și la o temperatură a cuptorului cu 5D°C mai mare decât temperatura anterioară a cuptorului până se atinge temperatura maximă a cuptorului la care nu se mai observă o sinterizare sau o contractare excesivă a eșantionului testat.

Rezultatele testului sunt indicate în tabelul 2 de mai jos.

Tabelul 2

Compo-ziții	A	B	C	D	E	F	G	I
Temperatura de sinterizare (°C)	1050	750	750	800	1050	1050	1100	1100
Dizolvare¹¹pH=7,5	3	45	6	32	25	12	13	20

^1lViteza de dizolvare a siliciului (Si) nanometri/zi) din prima, până la a patra zi.

Rezultatele testului demonstrează 25 în mod clar că fibrele fabricate din compoziție în conformitate cu invenția au o foarte bună termostabilitate - exprimată ca temperatură de sinterizare de 900, 1050 și respectiv de 1100°C - în 30 comparație cu fibrele comparative. Produsul comercial (compoziția A) manifestă de asemenea o termostabilitate ridicată, în timp ce compozițiile B, C și D manifestă termostabilități relativ scăzute. 35

Mai mult decât atât, rezultatele testului demonstrează în mod clar că viteza de dizolvare a compozițiilor în conformitate cu invenția este mai crescută cu un factor de 4...8 în comparație cu produsul 40 comercial (compoziția A).

Compozițiile comparative B și D prezintă amândouă o viteză de dizolvare considerabil mai ridicată decât compozițiile A și C. Aceste rezultate nu sunt sur- 45 prinzătoare, întrucât cantitatea totală de alumină și oxid feros în compozițiile B și respectiv D este de aproximastiv 1% în greutate. Temperatura de sinterizare, totuși, este inacceptabil de coborâtă.

Compozițiile D și E diferă între ele numai prin conținutul de FeO și MgO. Compoziția E în conformitate cu invenția (conținut de FeO de 7,1%) are o termostabilitate în mod semnificativ mai ridicată decât compoziția de comparație D (conținut de FeO de 4,5%), în timp ce viteza de dizolvare a compozițiilor D și, respectiv, E este de același ordin de mărime.

Prin compararea compozițiilor comparative B, C și compozițiilor în conformitate cu invenția D, I, se observă că este posibil să se obțină o temperatură de sinterizare crescută prin descreșterea conținutului de CaO.

Ca urmare a rezultatelor, se poate concluziona faptul că fibrele minerale fabri

RO 112718 Bl

12 cate din compoziții în conformitate cu invenția au atât termostabilități excelente, cât și viteze de dizolvare ridicate în fluide biologice.

Exemplul 2. Pentru un studiu de 5 durabilitate, se efectuează o examinare a compatibilității fiziologice in vivo a unei fibre minerale comerciale având o compoziție chimică similară cu cea a compoziției A menționată anterior și a unei 1 o fibre minerale în conformitate cu invenția având compoziția C menționată mai înainte, în tabelul 1.

Pentru fiecare eșantion din materialul supus testării, o fracțiune mică se suspendă în apă dublu distilată, sonificată și filtrată pe un filtru Nuclopore (dimensiunea porilor 0,2 sau 0,4 micrometri). O parte a filtrului este montată pe un ax scurt din aluminiu și acoperit prin pulverizare cu aur în grosime de aproximativ 30 nanometri. Aceste eșantioane se analiazează cu ajutorul unui microscop de explorare a electronilor (SEM) de tip Cambridge Stereoscan. Gradul de mărire se alege pentru a permite măsurarea atât a fibrelor celor mai lungi, cât și a fibrelor celor mai subțiri cu o suficientă precizie. Lungimea și diametrul a aproximativ 400 de fibre din fiecare eșantion se măsoară și este prezentată în tabelul 3.

Tabelul 3

Material testat	Data sacrificării	Fibre numărate (L/D>5)	Lungimea fibrei Lm]	Diametru fibrei [^m]
10%<	50%<	90%<		10%<	50%<	90%<	°g
Compoziția A	Material inițial	323	3,4	6,7	15,2	1,7	0,32	0,63	1,21	1,72
	2 zile	702	2,9	6,8	15,9	1,9	0,27	0,62	1,19	1,95
	1 lună	724	3,0	6,9	17,1	1,9	0,24	0,62	1,24	2,10
	3 luni	732	3,0	7,1	17,0	2,0	0,28	0,66	1,22	1,97
	6 luni	784	3,5	7,3	17,0	1,8	0,29	0,66	1,24	1,89
	12 luni	772	3,0	6,4	14,0	1,8	0,24	0,60	1,07	2,07
Compoziția G	Materialul inițial	317	4,8	9,3	23,1	1,7	0,57	1,02	1,59	1,57
	2 zile	631	4,1	3,3	24,0	1,9	0,35	0,87	1,56	2,05
	1 lună	822	4,3	10,2	24,1	2,0	0,36	0,88	1,55	2,03
	3 luni	768	4,0	9,3	22,6	1,9	0,37	0,84	1,54	1,91
	6 luni	618	4,1	6,8	19,2	1,8	0,32	0,77	1,41	2,01
	12 luni	746	3,3	7,6	15,7	1,9	0,25	0,69	1,30	2,17

O cantitate totală de 2 mg fibră per șobolan este suspendată în 0,3 ml soluție de clorură de sodiu (NaCI) de concentrație 0,9% și instilată pe cale intratraheală într-o singură doză în plămânii unor șobolani Wistar de sex feminin la o greutate a corpului de 200 g. Cinci animale per grup se sacrifică după două zile, două săptămâni, 1, 3, 6 și 12 luni.

După sacrificare, plămânii se izo lează, se usucă la temperatura de 105°C într-un cuptor (etuvă) și se supun unei calcinări la temperatură scăzută. Această procedură nu influențează distribuția dimensiunilor materialului supus testării. Această procedură se verifică prin compararea eșantioanelor de cenușă de plămâni de la sacrificare după două zile de la instilarea intratraheală cu materialul de testare inițial respectiv (vezi tabelul 3).

RO 112718 Bl □ fracțiune din plămânul calcinat se suspendă în apă filtrată și apoi se filtrează pe un filtru Nuclopore (pori cu dimensiuni □,2 și 0,4 micrometri) în decurs de 15 min. Eșantioanele se prepară și se analizează cu microscopul de explorare electronică de tip Cambridge Stereoscan 360 (SEM) așa cum este descris la caracterizarea materialului supus testării. Pentru fiecare eșantion de 200 de fibre măsurat cu ajutorul microscopului de explorare electronică Cambridge Stereoscan (SEM) pe bază de video-imprimări și fotografii, se calculează numărul total de fibre per plămân la fiecare aniamal.

Suplimentar, se analizează distribuția dimensiunilor fibrelor. Pornindu-se de la forma fibrelor se estimează volumul particulelor, presupunându-se o geometrie cilindrică a acestora. Pentru calcularea cineticii de îndepărtare a fibrelor, se efectuează o analiză de regresie logaritmică a numărului de fibre sau a masei fibrelor în funcție de durata de timp de la instilarea animalelor individuale. Constantele de viteză de îndepărtare rezultate (k) ca limita lor de confidență de 95% se transformă în timpi de înjumătățire corespunzători (T_1/2) cu ajutorul ecuației: T_1/2 = ln(2)/k.

Analiza fibrelor din plămânii calcinați este prezentată în tabelele 4 și 5. Analiza cu ajutorul microscopului de explorare electronică [SEM] a fibrelor din cenușa plămânului

Tabelul 4

	Fibre măsurate per eșantion de plămân	Fibre /10⁶/plămân/ Mediu S.D.
Mediu	S.D.
Material testat	Data sacrificării
Compoziția A	2 zile	222	11	124,1	17,0
	1 lună	222	11	111,9	12,3
	3 luni	220	8	92,0	10,8
	6 luni	215	5	45,2	10,0
	12 luni	208	12	50,8	10,5
Compoziția G	2 zile	222	8	61,0	9,0
	1 lună	220	6	47,9	4,2
	3 luni	216	2	41,1	3,4
	6 luni	217	4	24,0	6,0
	12 luni	199	13	17,1	5,7

RO 112718 Bl

Continuare tabel

		Fibre (L > 5 ^m) Γ /10⁶/plămân/	Tlasa calculată a fibrelor/mg/
Mediu	S.D.	Mediu	S.D.
Materialul testat	Data sacrificării
Compoziția A	2 zile	53,1	6,3	1,67	0,30
	1 lună	50,4	6,7	1,64	0,48
	3 luni	44,9	3,3	1,41	0,29
	6 luni	24,1	4,5	0,69	0,06
	12 luni	24,5	4,7	0,69	0,26
Compoziția G	2 zile	39,3	6,3	1,96	0,18
	1 lună	31,9	2,5	1,62	0,41
	3 luni	25,8	1,6	1,19	0,15
	6 luni	14,6	4,0	0,52	0,20
	12 luni	10,2	3,1	0,26	0,08

Diametrul mediu al fibrelor din diferite fracțiuni de lungime a materialelor testate în cenușa plămânului

Tabelul 5

Media diametrului/um/ a diferitelor fracțiuni de lungime
	< 2,5 μΠΙ	2,5...5 μη	n 5...1U^m
Data sacrificării	Mediu	S.D.	Mediu	S.D.	Mediu	S.D.
Compoziția A
2 zile	0,63	0,04	0,76	0,04	0,84	0,02
1 lună	0,61	0,05	0,75	0,03	0,86	0,08
3 luni	0,60	0,05	0,74	0,03	0,84	0,05
6 luni	0,61	0,09	0,74	0,06	0,81	0,06
12 luni	0,52	0,03	0,66	0,05	0,76	0,05
Compoziția G
2 zile	0,72	0,05	0,87	0,04	0,99	0,09
1 lună	0,68	0,04	0,86	0,05	0,96	0,07
3 luni	0,69	0,05	0,88	0,02	0,99	0,03
6 luni	0,64	0,08	0,87	0,05	0,93	0,06
12 luni	0,50	0,06	0,71	0,04	0,84	0,06

RO 112718 Bl

18

Continuare tabel

Media diametrului/um/ a diferitelor fracțiuni de lungime
10...20 //m	20...30 μΓΓ\	> 40μΓΠ	Toate
Data sacrificării	Mediu	S.D.	Mediu	S.D.	Mediu	S.D.	Mediu	S.D.
Compoziția A
2 zile	0,88	0,09	1,07	0,22	1,27	0,23	0,91	0,25
1 lună	0,86	0,13	0,94	0,12	1,35	0,31	0,89	0,27
3 luni	0,89	0,11	0,96	0,31	1,33	0,14	0,89	0,27
6 luni	0,92	0,10	0,97	0,10	1,24	0,20	0,88	0,23
12 luni	0,78	0,10	1,10	0,39	1,51	0,23	0,89	0,38
Compoziția G
2 zile	1,09	0,02	1,24	0,07	1,60	0,09	1,09	0,29
1 lună	1,10	0,06	1,17	0,15	1,62	0,26	1,06	0,32
3 lună	1,08	0,08	1.16	0,30	1,54	0,31	1,06	0,31
6 luni	0,91	0,16	1,17	0,26	1,53	0,36	1,01	0,33
12 luni	0,91	0,04	1,07	0,16	1,59	0,24	0,94	0,36

Eliminarea fibrelor poate fi descrisă printr-o cinetică de ordinul 1, respectiv cinetica de eliminare poate fi definită prin timpul de înjumătățire (T_1/2), care este indicat în tabelele 6 și 7 ce urmează.

Timpul de injumătățire pentru eliminarea fibrelor din diferite fracțiuni de lungime ale materialelor testate din cenușa plămânului

Tabelul 6

Timpul de înjumătățire (zile) calculat din numărul de fibre a diferitelor fracțiuni de lungime
Materialul testat <2,5μηι 2,5...5 ^m 5...10 /zm 10...20 μίτι
	Mediu (95% Ef.)	Mediu (95% Ef.)	Mediu (95% Ef.)	Mediu (95% Ef.)
Compoziția A	201(136...379]	251 (185...392)	318 (229...520)	279 (217...391]
Compoziția G	241(170...413)	219 (168...317)	211 (172...274)	185 (146...254]
Timpul de înjumătățire (zile) calculat din numărul de fibre a diferitelor fracțiuni de lungime
Materialul	20...40 /zm	> 40 /zm	Toate
	Mediu (95% LC.)	Mediu (95% LC.)	Medu (95% LC.)
Compoziția A	191 (148...271)	158 (121...227)	257 (195...376)
Compoziția G	108 (91...133)	100 (89...116)	196 (159...255)

RO 112718 Bl

Timpul de înjumătățire și limita de confidență 95% (L.C.) privind eliminarea fibrelor

Tabelul 7

Timpul de înjumătățire (zile) calculat din
	Numărul de particule Numărul de fibre (L>5,um, D<3^rn	Masa particulelor
	Mediu (95% LC)	Mediu	(95% LC)	Mediu	(95% LC)
Compoziția A	257	(195...376)	291	(227...406)	249	(187..372)
Compoziția G	196	(159...255)	183	(151...233)	122	(105..145)

Din tabelul 7, se poate vedea că 12 compoziția G prezintă un timp de înjumătățire în mod semnificativ mai scăzut decât compoziția A, chiar în cazul unui diametru al fibrei inițiale evident mai ridicat (în conformitate cu tabelul 3], 17

Bazat pe cercetările efectuate cu fibre de azbest lungi și scurte/John Davis:

Patogenicitatea eșantionului de fibră lungă Tn raport cu cea scurtă a azbesturilor amosit (The Pathogenicity of long versus shsort fibre sample of amosite azbestos] Brit. 7. Exp.Pathology67, pag.415.. .430 (1986)/, se crede că fibrele lungi sunt mai active din punct de vedered biologic.

Comparația timpului de Înjumătățire (T_1/SJ (zile; bazat pe numărul de fibre}

Tabelul 8

	20...40 μτη Mediu (95% LC)	> 40 μΠΊ Mediu (95% LC)
Compoziția A (lână minerală cunoscută	191 (148...271)	158 (121...227)
Compoziția G (compoziție conform invenției)	108 (92...133)	100 (89...116)

Din tabelul 8, se poate vedea că 30 în cazul fibrelor lungi există o diferență semnificativă din punct de vedere statistic între lâna minerală comercială cunoscută (compoziția A) și fibrele în conformitate cu prezenta invenție (compoziția G). 35

Determinările timpului de înjumătățire (T_1/2), luând în considerare doar fibrele cu lungime mai mare decât 5 ,um, ar putea fi interpretate în mod greșit, întrucât fibrele lungi se pot fragmenta în 40 fibre mai scurte, conducând în acest fel la creșterea timpului de înjumătățire (T_1/2) pentru fracțiunile de fibră mai scurte.

Claims

Revendicări

1. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de SiO₂, AI₂0₃, CaO, MgO și FeO, caracterizată prin aceea că este constituită din 53,5...64% Si0₂, maximum 4%AI₂0₃, 10.. .20% CaO, 10.. .20% MgO și 6,5...9% FeO, cantitatea totală de FeO și Fe₂0₃ fiind calculată ca FeO, iar procentele fiind exprimate în greutate.

2. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de Si0₂, A^CȚ, CaO, MgO și FeO, conform

RO 112718 Bl revendicării 1, caracterizată prin aceea că este constituită din 53,5...62% Si0₂, maximum 4% AI₂0₃, 15...20% CaO,

10...15%MgOși 6,5...8%FeO, cantitatea totală de FeO și Fe₂0₃ fiind calculată ca FeO, iar procentele fiind exprimate în greutate.

3. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de SiO₂, AlgOțj, CaO, MgO și FeO, conform io revendicărilor 1 și 2, caracterizată prin aceea că, valoarea cantității totale de CaO, MgO, FeO și Fe₂0₃ este: 32%<Ca0+Mg0+Fe0+Fe₂0₃<40%

3. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de SiO₂, AlgOj, CaO, MgO și FeO, conform ι revendicărilor 1 și 2, caracterizată prin aceea că, valoarea cantității totale de CaO, MgO, FeO și Fe₂0₃ este: 32%<CaO+MgO+FeO+Fe₂0₃<40%

4. Compoziție de fibre minerale 15 termostabile și solubile biologic, pe bază de Si0₂, AI₂O₃,CaO, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...3, caracterizată prin aceea că, valoarea cantității totale de CaO, MgO, FeO și Fe₂0₃ este: 20

35%<Ca0+Mg0+Fe0+Fe₂0₃<4O%

4. Compoziție de fibre minerale ι termostabile și solubile biologic, pe bază de Si0₂, AI₂0₃,Ca0, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...3, caracterizată prin aceea că, valoarea cantității totale de CaO, MgO, FeO și Fe₂0₃ este: 2

35%<Ca0+Mg0+Fe0+Fe₂0₃<4O%

5. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de SiO₂,AI₂O₃, CaO, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...4, caracterizată prin aceea că, valoarea cantității totale de CaO, MgO, FeO și Fe₂0₃ este: 38%<CaO+MgO+FeO+Fe₂0₃<40%

5. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de SiO₂,AI₂O₃, CaO, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...4, caracterizată prin 2 aceea că, valoarea cantității totale de CaO, MgO, FeO și Fe₂O₃ este: 38%<CaO+MgO+FeO+Fe₂0₃<40%

6. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de Si0₂,AI₂0₃,Ca0, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...5, caracterizată prin aceea că este inclusă în componența produselor având o viteză ridicată de dizolvare în fluide biologice și o temperatură de sinterizare în valoare de minimum 900°C, de preferință minimum 1000°C și, în mod special de 1100°C.

7. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de Si0₂, AI₂O3, CaO, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...6, caracterizată prin aceea că determină creșterea vitezei de dizolvare într-un fluid biologic a produsului din fibre minerale termostabile și este utilizată pentru izolare termică și/sau acustică sau ca mediu de creștere a plantelor sau ca substrat.

Președintele comisiei de invenții: biolog Nicola Nicolin Examinator: ing. Florea Stela

Editare și tehnoredactare computerizată - OSIM Tipărit la: Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci

RO 112718 Bl

VERSIUNE CORECTATA - CORRECTED VERSION Semnalat în: / Reffered to in: BOPI 1/1999 revendicării 1, caracterizată prin aceea că este constituită din 53,5...62% Si0₂, maximum 4% AI₂0₃, 15...20% CaO,

10... 15% MgO și 6,5...8% FeO, cantitatea totală de FeO și Fe₂0₃ fiind calculată ca 5 FeO, iar procentele fiind exprimate în greutate.

7. Compoziție de fibre minerale termostabile și solubile biologic, pe bază de Si0₂, AlgC^, CaO, MgO și FeO, conform revendicărilor 1...6, caracterizată prin aceea că determină creșterea vitezei de dizolvare într-un fluid biologic a produsului din fibre minerale termostabile și este utilizată pentru izolare termică și/sau acustică sau ca mediu de creștere a plantelor sau ca substrat.