RU2738698C2 - Стекловолокна - Google Patents
Стекловолокна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738698C2 RU2738698C2 RU2019102598A RU2019102598A RU2738698C2 RU 2738698 C2 RU2738698 C2 RU 2738698C2 RU 2019102598 A RU2019102598 A RU 2019102598A RU 2019102598 A RU2019102598 A RU 2019102598A RU 2738698 C2 RU2738698 C2 RU 2738698C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass fibers
- content
- glass
- fibers
- fibers according
- Prior art date
Links
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 27
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 7
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/048—Means for attenuating the spun fibres, e.g. blowers for spinner cups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
- B01D39/2003—Glass or glassy material
- B01D39/2017—Glass or glassy material the material being filamentary or fibrous
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/06—Manufacture of glass fibres or filaments by blasting or blowing molten glass, e.g. for making staple fibres
- C03B37/065—Manufacture of glass fibres or filaments by blasting or blowing molten glass, e.g. for making staple fibres starting from tubes, rods, fibres or filaments
-
- 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/10—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/32—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/40—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/50—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/62—Heating means for drawing
- C03B2205/68—Hot gas, e.g. plasma, flame, burner
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B2001/742—Use of special materials; Materials having special structures or shape
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Architecture (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Paper (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области стекловолокон, более конкретно к волокнам, предназначенным для включения в фильтры, или разделители аккумуляторной батареи, или другие технические изделия, как правило, в применениях, где волокна присутствуют в качестве составных частей бумажных листов. Стекловолокна, химический состав которых включает следующие составные части с массовым содержанием, которое изменяется в пределах, определенных ниже: SiO2 50-70%, Al2O3 0-5%, CaO+MgO 0-7%, Na2O 5-15%, K2O 0-10%, BaO 2-10%, SrO 2-10%, ZnO<2%, B2O3 5-15%. Технический результат – повышение химической стойкости стекловолокна, устойчивости к старению, а также механической прочности. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области стекловолокон. Оно относится более конкретно к волокнам, предназначенным для включения в фильтры или разделители аккумуляторной батареи или другие технические изделия, как правило, в применениях, где волокна присутствуют в качестве составных частей бумажных листов. По смыслу настоящего изобретения бумага понимается как полотна, образованные перепутыванием стекловолокна, полученного с помощью процесса изготовления бумаги.
Обычно эти процессы заключаются в помещении стекловолокон, имеющих требуемые размеры, в водную суспензию или дисперсию с пригодными добавками, нанесении этого жидкого препарата на ленту фильтра, отсасывая с помощью отсасывающих устройств избыточную часть жидкой фазы, где это необходимо, повторяя стадию нанесения водного препарата и фильтрации с целью введения количества дополнительных волокон, необязательном проведении операции прессования для уменьшения толщины слоя, и извлечении дополнительного количества воды, и окончании с фазой сушки сформированного таким образом листа волокнистого материала.
Вышеупомянутые применения требуют, чтобы стекловолокна имели высокую химическую стойкость, в частности, к кислотам. Это свойство является желательным, в частности, в контексте изготовления бумаги. Устойчивость к старению во влажном состоянии также должна быть хорошей, в частности, когда фильтры используются для фильтрации воздуха из чистых комнат. Однако важно, чтобы волокна позволяли быстро удалять их в физиологических жидкостях в легочной среде, чтобы предотвратить вызывание респираторных заболеваний при их вдыхании.
Другие полезные свойства волокон также включают в себя механическую прочность, в частности, прочность при растяжении, для того чтобы облегчить придание формы и последующую обработку листов бумаги (развертывание, складывание, резание и т.д.). Химический состав стекла должен также быть пригодным для расплавления, затем формирования тонких волокон, в частности, с помощью процесса выработки волокна раздувом пламенем, который приводит к требованиям с точки зрения вязкости стекла и температуры ликвидуса.
Целью изобретения является предложить композиции стекла, которые удовлетворяют эти различные требования.
Для этой цели одним предметом изобретения является стекловолокно, химический состав которого включает в себя следующие составные части с массовым содержанием, которое изменяется в пределах, определенных ниже:
SiO2 50-70%
Al2O3 0-5%
CaO+MgO 0-7%
Na2O 5-15%
K2O 0-10%
BaO 2-10%
SrO 2-10%
ZnO<2%
B2O3 5-15%.
По всему настоящему тексту содержания выражены в массовых процентах.
Содержание SiO2 находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 55% до 68%, в частности, от 60% до 67%. Содержания, которые слишком высоки, приводят к вязкостям, которые слишком высоки, которые будут неблагоприятно влиять на плавление стекла и также, соответственно, на способность к выработке волокон из него.
Содержание Al2O3 находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 1% до 4%, в частности, от 1,5% до 2,5%. Его присутствие приводит к устойчивости стекла к старению во влажном состоянии и увеличенной прочности при растяжении. Содержания, которые слишком высоки, однако способны увеличивать биостойкость волокон в легких.
Сумма содержаний CaO и MgO (обозначенная CaO+MgO) находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 2% до 6%, в частности от 2,5% до 5%. Содержание CaO предпочтительно находится в интервале, продолжающемся от 1% до 4%, в частности от 1,5% до 3%. Содержание MgO предпочтительно находится в интервале, продолжающемся от 1% до 3%, в частности от 1% до 2%. Присутствие этих двух оксидов щелочноземельных металлов способно облегчать плавление стекла, но высокое содержание может повысить температуру ликвидуса и поэтому негативно влияет на выработку волокон из стекла.
Содержание Na2O находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 6% до 12%, в частности, от 7% до 10%. Содержание K2O находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 1% до 7%, в частности, от 2% до 5%. Присутствие этих оксидов щелочноземельных металлов также делает возможным облегчить плавление стекла, но высокие содержания ведут к ухудшению прочности во влажном состоянии.
Содержание BaO находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 3% до 8%, в частности, от 3% до 6%.
Содержание SrO находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 2% до 5%, в частности, от 2% до 4%. Этот оксид оказался особенно полезным в том, что он помогает уменьшить биостойкость волокон без отрицательного влияния на стойкость к кислотам и стойкость к старению во влажном состоянии.
Содержание ZnO составляет преимущественно не более 1%, в частности, равно нулю, за исключением нежелательных примесей.
Содержание B2O3 находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 8% до 13%, в частности, от 9% до 12%. Этот оксид имеет положительное влияние, что касается биостойкости волокон.
Само собой разумеется, что различные предпочтительные интервалы, приведенные выше, могут сочетаться свободно друг с другом, причем нет возможности перечислить все различные сочетания по соображениям краткости.
Предпочтительно, общее содержание SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, BaO, SrO и B2O3 составляет, по меньшей мере, 95%, в частности, 97%, и даже 98% или 99%.
Другие компоненты могут присутствовать в химическом составе волокна в соответствии с изобретением, или заведомо в качестве примесей, присутствующих в сырьевых материалах, или происходя из огнеупорных материалов печи. Ими могут быть, в частности, SO3, происходящий от добавки сульфата натрия или кальция в качестве осветлителя стекла. Ими могут быть также оксиды железа или титана, присутствующие в качестве примесей многих сырьевых материалов. Ими могут быть также фтор (F2), который облегчает плавление стекла, или оксид циркония (ZrO2), который повышает механическую прочность волокон.
Некоторые предпочтительные сочетания описаны ниже.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления стекловолокна имеют химический состав, который включает в себя следующие составные части с массовым содержанием, которое изменяется в пределах, определенных ниже:
SiO2 55-68%
Al2O3 1-4%
CaO 1-4%
MgO 1-3%
Na2O 6-12%
K2O 1-7%
BaO 3-8%
SrO 2-5%
ZnO<1%
B2O3 8-13%.
В соответствии с одним особенно предпочтительным вариантом осуществления стекловолокна имеют химический состав, который включает в себя следующие составные части с массовым содержанием, которое изменяется в пределах, определенных ниже:
SiO2 60-67%
Al2O3 1,5-2,5%
CaO 1,5-3%
MgO 1-2%
Na2O 7-10%
K2O 2-5%
BaO 3-6%
SrO 2-4%
ZnO 0
B2O3 9-12%.
Химический состав стекловолокон в соответствии с изобретением является предпочтительно таким, что температура, при которой стекло имеет вязкость 1000 пуаз (1 пуаз=0,1 Па·с), составляет не более 1200°C, предпочтительно не более 1150°C и даже не более 1100°C. Таким образом, состав волокон является совершенно подходящим для выработки волокна раздувом пламенем.
Средний диаметр волокон в соответствии с изобретением находится предпочтительно в интервале, продолжающемся от 0,1 до 3 μм, в частности, от 0,2 до 2 μм.
Другим предметом изобретения является способ изготовления стекловолокон в соответствии с изобретением, содержащий этап плавления стекла, имеющего по существу такой же химический состав, как химический состав упомянутых волокон, затем этап выработки волокон.
Этап плавления делает возможным получение ванны расплавленного стекла из одной партии смеси.
Партия смеси содержит различные природные и/или искусственные сырьевые материалы, например, кварцевый песок, полевые шпаты, карбонат натрия, боракс, карбонат стронция и т.д.
Пламенная печь включает в себя, по меньшей мере, одну подвесную горелку (пламена располагаются над ванной стекла и нагревают ее посредством излучения) или погружную горелку (пламена создаются непосредственно внутри ванны стекла). То есть каждая горелка может снабжаться различными топливами, такими как природный газ или мазут.
Понятно, что "электроплавка" означает то, что стекло плавится за счет эффекта Джоуля посредством электродов, погруженных в ванну стекла при исключении любого использования другого нагревательного устройства, такого как пламена. Партию смеси нормально распределяют равномерно по поверхности ванны стекла с помощью механического устройства, и, таким образом, создается тепловой экран, который ограничивает температуру над ванной стекла, так что наличие верхнего строения (печи) не всегда необходимо. Электроды погружают в расплавленное стекло. Они могут подвешиваться, так чтобы опускаться сверху в ванну стекла, вставляться в рабочее пространство, или еще вставляться в боковые стенки ванны. Первые две опции обычно предпочтительны для большеразмерных ванн, для того, чтобы распределять нагрев ванны стекла как можно лучше. Электроды предпочтительно изготовлены из молибдена или даже необязательно изготовлены из оксида олова. Молибденовый электрод предпочтительно проходит через рабочее пространство посредством водоохлаждаемого держателя стального электрода.
Выработку волокна осуществляют предпочтительно с помощью раздува пламенем.
Выработка волокна раздувом пламенем состоит из подвергания стекложгутов воздействию высокоскоростного пламени. Жгуты вытягиваются механически из фильеры, содержащей расплавленное стекло, затем подхватываются пламенем из горелки, причем упомянутое пламя развивается предпочтительно перпендикулярно направлению жгута. Фильера оснащена предпочтительно в ее нижней части множеством отверстий, посредством которых образуются первичные филаменты, затем собираются, чтобы сформировать стекложгуты.
В соответствии с одним вариантом осуществления этап выработки волокон может осуществляться непосредственно с использованием расплавленного стекла, полученного с помощью этапа плавления. В соответствии с другим вариантом осуществления расплавленному стеклу сначала придают форму в виде шариков, которые затем переплавляются в фильере для того, чтобы образовать расплавленное стекло, которое затем подвергают воздействию этапа выработки волокна.
Выработка волокна может также осуществляться другими способами, в частности, с помощью внутреннего центрифугирования.
Выработка волокна внутренним центрифугированием состоит из введения потока расплавленного стекла в центрифугу, также называемую центробежным разбрасывателем выработки волокон, вращающуюся с высокой скоростью, и с пробитым по ее периферии очень большим количеством отверстий, через которые стекло выпускается в виде филаментов (отдельных нитей) под действием центробежной силы. Затем эти нити подвергают действию кольцевого высокотемпературного потока раздува, который получают с помощью горелки, которая прицеплена на стене центрифуги, каковой поток раздувает упомянутые филаменты и превращает их в волокна. Образованные волокна переносятся этим раздувающим газовым потоком к устройству приема.
Другим предметом изобретения является лист бумаги или полотно, содержащий волокна в соответствии с изобретением.
Этот лист бумаги может быть получен любым известным способом, в частности, способом "изготовления бумаги", который состоит в диспергировании волокон в водной среде, которая обычно является кислой, в выкладывании на стол под действием вакуума, затем в сушке полученного листа.
Полотно обычно представляет собой нетканый холст из стекловолокон, полученный с помощью технологии сухого холстоформирования, в котором волокна от аэродинамической выработки волокон, выработки волокон пламенным раздувом или центробежной выработки собирают на принимающий элемент и формируют в тонкие листы. Нетканые материалы отличаются от основ типа бумаги в том, что они содержат относительно длинные волокна, при этом используемые для бумаги волокна короче, причем обычно имеют длину менее 5 мм.
Другим предметом изобретения является также фильтр или разделитель аккумуляторной батареи, включающий в себя, по меньшей мере, один лист бумаги в соответствии с изобретением. Фильтр представляет собой, в частности, высокоэффективный сухой воздушный фильтр типа HEPA (High Efficiency Particulate Air), при этом имеет, в частности, по меньшей мере, класс H12 по смыслу стандарта NF EN 1822.
Другим предметом изобретения является сердцевина изоляционной панели, образованной наложением множества описанных выше листов бумаги или полотен.
Эта структура сердцевины может быть использована для образования изоляционных панелей. Другим предметом изобретения является поэтому панель вакуумной изоляции, содержащая сердцевину, в соответствии с изобретением расположенную в газонепроницаемой оболочке, как правило, изготовленной из многослойной пластиковой пленки, которая алюминизирована или которая включает, по меньшей мере, один лист алюминия, причем сборка размещается под вакуумом и герметизируется так, чтобы внутреннее давление в оболочке составляло порядка менее чем 0,5 мбар.
Полотна или листы, скомпонованные для образования сердцевины, могут быть идентичными друг другу, или различными, в частности, из-за характеристик волокон, формирующих их. В частности, известно образование внешних поверхностей сердцевины с помощью волокон относительно меньшего диаметра, чем у волокон, присутствующих в сердцевине, чтобы не уменьшать риски прокалывания мембраны, образующей оболочку. Для сведения, волокна, образующие, по меньшей мере, листы внешних поверхностей сердцевины, могут иметь диаметры, распределенные между 1 μм и около 4 μм для длин от 1 до 5 мм.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение неограничивающим образом.
Волокна, имеющие химический состав, указанный в таблице 1 ниже, получали выработкой волокна раздувом пламенем.
Таблица 1 также показывает некоторые характеристические температуры, обозначенные Tx, и соответствующие соответственно температуре, при которой стекло имеет вязкость 10x пуаз (1 пуаз=0,1 Па·с), причем величины x составляют 2, 2,5, 3, 3,5 и 4. Все эти температуры выражены в °C.
| Пример 1 | |
| SiO2 | 65,0 |
| Al2O3 | 1,9 |
| B2O3 | 10,3 |
| Na2O | 8,8 |
| K2O | 2,8 |
| MgO | 1,3 |
| CaO | 2,1 |
| BaO | 4,3 |
| SrO | 2,8 |
| Примеси | 0,7 |
| T2 | 1296 |
| T2,5 | 1153 |
| T3 | 1053 |
| T3,5 | 979 |
| T4 | 922 |
Таблица 1
Волокна подвергали испытанию на кратковременную биостойкость путем интратрахеального вливания, как требуется примечанием Q Директивы 97/69/ЕС. Период полувыведения составлял менее 40 дней.
Листы бумаги, предназначенные для их использования в фильтрах, были изготовлены с помощью метода изготовления бумаги из волокон. С точки зрения фильтрационных свойств после старения во влажном состоянии эксплуатационные показатели полученных листов лучше, чем те, которые у листов, полученных из стандартных (биостойких) волокон. Механические свойства (прочность при растяжении, жесткость) также сравнимы, или даже лучше.
Стекло, имеющее состав из примера 1, также подвергали испытанию на гидролитическую стойкость. Согласно этому методу стеклянный порошок, измельченный для получения пудры с размером частиц от 360 до 400 микрометров, погружают в воду, нагретую до появления конденсата, на 5 часов. После быстрого охлаждения смесь фильтруют и измеряют твердые вещества, содержащиеся в фильтрате. Количество растворенного материала, выраженное в миллиграммах на грамм обработанного стекла, составляет 40,7.
Ниже таблица 2 представляет другие образцы волокон в соответствии с изобретением.
| Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| SiO2 | 60,1 | 63,7 | 63,7 |
| Al2O3 | 2,1 | 1,8 | 2,8 |
| B2O3 | 10,8 | 11,0 | 11,0 |
| Na2O | 9,3 | 8,6 | 9,0 |
| K2O | 4,0 | 3,2 | 3,2 |
| MgO | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
| CaO | 1,8 | 2,0 | 2,0 |
| BaO | 5,1 | 4,2 | 4,3 |
| SrO | 5,5 | 3,0 | 2,3 |
| Примеси | 0,1 | 1,2 | 0,4 |
Таблица 2
Claims (24)
1. Стекловолокна, химический состав которых включает следующие составные части с массовым содержанием, которое изменяется в пределах, определенных ниже:
SiO2 50-70%
Al2O3 0-5%
CaO+MgO 0-7%
Na2O 5-15%
K2O 0-10%
BaO 2-10%
SrO 2-10%
ZnO<2%
B2O3 5-15%.
2. Стекловолокна по предшествующему пункту, такие, что содержание SiO2 находится в интервале, продолжающемся от 55% до 68%, в частности от 60% до 67%.
3. Стекловолокна по любому предшествующему пункту, такие, что содержание Al2O3 находится в интервале, продолжающемся от 1% до 4%, в частности от 1,5% до 2,5%.
4. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, такие, что содержание CaO находится в интервале, продолжающемся от 1% до 4%, в частности от 1,5% до 3%.
5. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, такие, что содержание MgO находится в интервале, продолжающемся от 1% до 3%, в частности от 1% до 2%.
6. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, такие, что содержание BaO находится в интервале, продолжающемся от 3% до 8%, в частности от 3% до 6%.
7. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, такие, что содержание SrO находится в интервале, продолжающемся от 2% до 5%, в частности от 2% до 4%.
8. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, такие, что содержание ZnO составляет не более 1%, в частности равно 0.
9. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, такие, что содержание B2O3 находится в интервале, продолжающемся от 8% до 13%, в частности от 9% до 12%.
10. Стекловолокна по одному из предшествующих пунктов, средний диаметр которых находится в интервале, продолжающемся от 0,1 до 3 μм.
11. Лист бумаги или полотно, содержащие волокно по одному из предшествующих пунктов.
12. Фильтр или разделитель аккумуляторной батареи, содержащий, по меньшей мере, один лист бумаги по предшествующему пункту.
13. Сердцевина изоляционной панели, образованная наложением множества листов бумаги или полотен по п.11.
14. Панель вакуумной изоляции, содержащая сердцевину по предшествующему пункту, расположенную внутри газонепроницаемой оболочки, обычно изготовленной из многослойной пластиковой пленки, которая алюминизирована или которая включает в себя, по меньшей мере, один лист алюминия, причем сборку размещают под вакуумом и герметизируют так, чтобы внутреннее давление в оболочке составляло порядка менее чем 0,5 мбар.
15. Способ изготовления стекловолокон по одному из пп. 1-10, включающий в себя этап плавления стекла, имеющего по существу тот же самый химический состав, что и у упомянутых волокон, затем этап выработки волокна, в частности, раздувом пламенем.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRFR1656757 | 2016-07-13 | ||
| FR1656757A FR3053965B1 (fr) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Fibres de verre |
| PCT/FR2017/000143 WO2018011478A1 (fr) | 2016-07-13 | 2017-07-12 | Fibres de verre |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019102598A RU2019102598A (ru) | 2020-08-13 |
| RU2019102598A3 RU2019102598A3 (ru) | 2020-11-12 |
| RU2738698C2 true RU2738698C2 (ru) | 2020-12-15 |
Family
ID=56842947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019102598A RU2738698C2 (ru) | 2016-07-13 | 2017-07-12 | Стекловолокна |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10899652B2 (ru) |
| EP (1) | EP3484827B1 (ru) |
| JP (1) | JP6924212B2 (ru) |
| KR (1) | KR102440616B1 (ru) |
| CN (1) | CN109415243B (ru) |
| CA (1) | CA3027933C (ru) |
| ES (1) | ES2820533T3 (ru) |
| FR (1) | FR3053965B1 (ru) |
| RU (1) | RU2738698C2 (ru) |
| WO (1) | WO2018011478A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020257526A1 (en) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | Unifrax I Llc | Lightweight nonwoven fiber mats |
| KR20220026745A (ko) * | 2020-08-26 | 2022-03-07 | 주식회사 케이씨씨 | 세라믹 섬유 조성물 및 이로부터 제조된 세라믹 섬유 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261335B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-07-17 | Johns Manville International, Inc. | Biosoluble glass fiber filtration media |
| US20030000254A1 (en) * | 2001-03-28 | 2003-01-02 | Bauer Jon Frederick | Glass compositions for ultrafine fiber formation |
| RU2390507C2 (ru) * | 2004-03-17 | 2010-05-27 | Сэн-Гобэн Ветротэкс Франс С.А. | Стекловолокно, предназначенное для усиления органических и/или неорганических материалов |
| RU2531950C2 (ru) * | 2008-12-22 | 2014-10-27 | ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КЭПИТАЛ, ЭлЭлСи | Способ производства высокопрочного стекловолокна и изделия, формованные из него |
| RU2561097C2 (ru) * | 2009-10-06 | 2015-08-20 | Топсеэ Фюэль Селл А/С | Стеклянный уплотнитель для батарей твердооксидных электролитических элементов (soec) |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4130487A (en) * | 1976-04-05 | 1978-12-19 | Process Scientific Innovations Ltd. | Filters for liquids or gases |
| JPS5434248A (en) * | 1977-08-23 | 1979-03-13 | Toshiba Corp | Multicomponent base glass fiber for optical communication |
| JPS5849499B2 (ja) * | 1978-05-16 | 1983-11-04 | 株式会社東芝 | 高耐候性光通信用多成分系ガラスフアイバ− |
| US6399525B2 (en) * | 1997-03-28 | 2002-06-04 | Johns Manville International, Inc. | Flame attenuated fiberglass |
| US20020081246A1 (en) * | 1997-08-25 | 2002-06-27 | Hoya Corporation | Photocatalytic filter |
| US6358871B1 (en) * | 1999-03-23 | 2002-03-19 | Evanite Fiber Corporation | Low-boron glass fibers and glass compositions for making the same |
| JP4897994B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2012-03-14 | 日本板硝子株式会社 | 密閉型鉛蓄電池用セパレータ |
| US7144633B2 (en) * | 2002-07-29 | 2006-12-05 | Evanite Fiber Corporation | Glass compositions |
| JP4722456B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2011-07-13 | 日本無機株式会社 | 乾燥炉用フィルタろ材及びそれを用いた乾燥炉用フィルタ |
| FR2883865B1 (fr) * | 2005-04-01 | 2007-05-18 | Saint Gobain Isover Sa | Laine minerale, produit isolant et procede de fabrication |
| JP2008255002A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-10-23 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス繊維用ガラス組成物、ガラス繊維、ガラス繊維の製造方法及び複合材 |
| JP2008232257A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 真空断熱材 |
| CN101684195B (zh) * | 2008-09-25 | 2013-03-27 | 旭玻璃纤维股份有限公司 | 非晶性聚酰胺树脂组合物及成形品 |
| US8709120B2 (en) * | 2010-12-22 | 2014-04-29 | Hollingsworth & Vose Company | Filter media including glass fibers |
| DE102013104712A1 (de) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | Saint-Gobain Isover | Verfahren zur Herstellung von Vakuum-Isolations-Paneelen |
| WO2016010441A1 (en) | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Soter Limited | Device, system and method for inspecting an underbody of a vehicle |
| TWI722941B (zh) * | 2014-09-09 | 2021-03-21 | 美商電子玻璃纖維美國有限責任公司 | 玻璃組成物，可纖維化玻璃組成物及由其製得之玻璃纖維 |
-
2016
- 2016-07-13 FR FR1656757A patent/FR3053965B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-07-12 ES ES17751791T patent/ES2820533T3/es active Active
- 2017-07-12 US US16/317,357 patent/US10899652B2/en active Active
- 2017-07-12 CA CA3027933A patent/CA3027933C/fr active Active
- 2017-07-12 WO PCT/FR2017/000143 patent/WO2018011478A1/fr unknown
- 2017-07-12 CN CN201780043202.6A patent/CN109415243B/zh active Active
- 2017-07-12 RU RU2019102598A patent/RU2738698C2/ru active
- 2017-07-12 JP JP2018568876A patent/JP6924212B2/ja active Active
- 2017-07-12 EP EP17751791.9A patent/EP3484827B1/fr active Active
- 2017-07-12 KR KR1020197003469A patent/KR102440616B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261335B1 (en) * | 1997-03-28 | 2001-07-17 | Johns Manville International, Inc. | Biosoluble glass fiber filtration media |
| US20030000254A1 (en) * | 2001-03-28 | 2003-01-02 | Bauer Jon Frederick | Glass compositions for ultrafine fiber formation |
| RU2390507C2 (ru) * | 2004-03-17 | 2010-05-27 | Сэн-Гобэн Ветротэкс Франс С.А. | Стекловолокно, предназначенное для усиления органических и/или неорганических материалов |
| RU2531950C2 (ru) * | 2008-12-22 | 2014-10-27 | ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КЭПИТАЛ, ЭлЭлСи | Способ производства высокопрочного стекловолокна и изделия, формованные из него |
| RU2561097C2 (ru) * | 2009-10-06 | 2015-08-20 | Топсеэ Фюэль Селл А/С | Стеклянный уплотнитель для батарей твердооксидных электролитических элементов (soec) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3484827A1 (fr) | 2019-05-22 |
| CN109415243B (zh) | 2022-07-19 |
| US20190225532A1 (en) | 2019-07-25 |
| KR20190029632A (ko) | 2019-03-20 |
| CA3027933A1 (fr) | 2018-01-18 |
| EP3484827B1 (fr) | 2020-07-01 |
| KR102440616B1 (ko) | 2022-09-06 |
| JP2019523205A (ja) | 2019-08-22 |
| RU2019102598A3 (ru) | 2020-11-12 |
| WO2018011478A1 (fr) | 2018-01-18 |
| JP6924212B2 (ja) | 2021-08-25 |
| FR3053965B1 (fr) | 2018-08-17 |
| CA3027933C (fr) | 2023-06-27 |
| CN109415243A (zh) | 2019-03-01 |
| ES2820533T3 (es) | 2021-04-21 |
| FR3053965A1 (fr) | 2018-01-19 |
| US10899652B2 (en) | 2021-01-26 |
| RU2019102598A (ru) | 2020-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6794322B2 (en) | Low-boron glass fibers and glass compositions for making the same | |
| EP1235755B1 (en) | Glass composition for ultrafine fiber formation | |
| US20120160104A1 (en) | Filter media including glass fibers | |
| EP1074521B1 (en) | Boron-free glass composition and filtration media | |
| JP2008507634A (ja) | ガラス組成物 | |
| RU2738698C2 (ru) | Стекловолокна | |
| EA025519B1 (ru) | Композиция расплава для изготовления искусственных стекловидных волокон | |
| US6794321B2 (en) | Glass compositions for ultrafine fiber information | |
| US10879510B2 (en) | Battery containing acid resistant nonwoven fiber mat with biosoluble microfibers | |
| US6828264B2 (en) | Glass compositions for ultrafine fiber formation | |
| US3127277A (en) | Glass composition | |
| JP2546240B2 (ja) | 蓄電池用セパレータ及びその製造方法 | |
| RU2165393C1 (ru) | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе | |
| CN118724467A (zh) | 一种超细高强度耐辐射玻璃微纤维棉及其制备方法 | |
| JP7127084B2 (ja) | 生理食塩水に可溶な耐熱性無機繊維 | |
| WO2014171561A1 (ko) | 유리 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 생체용해성 유리 섬유 |