SK285337B6

SK285337B6 - Minerálne vlákno

Info

Publication number: SK285337B6
Application number: SK191-2000A
Authority: SK
Inventors: Michael Perander; Jan Hakala
Original assignee: Paroc Group Oy Ab
Priority date: 1997-08-15
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2006-11-03
Also published as: DK1019332T3; FI109293B; CZ298846B6; PL338650A1; EP1019332B1; FI973355A; DE69830849D1; WO1999008970A1; EA002551B1; NO20000701L; ATE299479T1; EA200000219A1; HRP20000073A2; NO20000701D0; EP1019332A1; FI973355A0; ES2244077T3; DE29810756U1; SK1912000A3; PL191123B1

Abstract

Opísané je minerálne vlákno, ktoré má nasledujúcezloženie v hmotn. %: SiO2 38 až 47; Al2O3 16 až 20; TiO2 do 4 ; MgO 5 až 15; CaO 14 až 22; Na2O + K2O do 6; železo (FeO + Fe2O3) 3 až 10; P2O5 0,5 až4; iné zložky do 4.

Description

Oblasť techniky

Predpokladaný vynález sa týka zvlákniteľného minerálneho prostriedku, ako aj minerálnych vlákien z neho vyrobených, ktoré sú odolné vysokým teplotám.

Doterajší stav techniky

Minerálne vlákna, vyrobené roztavením a odstreďovaním minerálnych surovín ako je hornina, troska a pod., sa vo veľkom množstve používajú na výrobu minerálnych vláknitých rohoží a krycích fólií, určených predovšetkým na účely tepelnej a zvukovej izolácie v stavebníctve. Okrem vyrábaných rohoží, majúcich dobré izolačné vlastnosti proti teplu a zvuku, sa v súčasnej dobe začína venovať stále väčšia pozornosť vlastnostiam týchto rohoží z hľadiska hygieny práce.

Na trhu je dostupný široký výber izolačných výrobkov, ktoré sa líšia nielen tepelne izolačnými vlastnosťami, ale i rôznym stupňom tepelnej odolnosti. Výrobky z tepelne odolných minerálnych vlákien sú tie, ktoré sú schopné odolávať zvýšeným teplotám dlhý čas, pričom významne nezmenia svoj tvar alebo rozmery. Takéto výrobky sú teda zaujímavé z hľadiska požiarnej ochrany.

Bežné sklené vlákno vzdoruje teplotám približne do 550 °C, kým tepelná odolnosť bežnej horninovej vlny je lepšia, približne do 700 °C. Existuje však záujem o výrobky s ešte vyššou tepelnou odolnosťou, do 1100 až 1200 °C. Aj takéto produkty sú na trhu dostupné.

Hlavnými oxidmi, obsiahnutými v takýchto výrobkoch z tepelne odolných vlákien, sú oxid kremičitý, SiO₂ a oxid hlinitý, Al_aO;, často však tiež oxidy kovov alkalických zemín, ako je oxid vápenatý, CaO a oxid horečnatý, MgO. Okrem toho môžu tieto výrobky obsahovať v rôznej miere aj iné oxidy, ako je oxid titaničitý, TiO₂, oxid manganatý, MnO, oxid boritý, B₂O₃, oxid zirkoničitý, ZrO₂, oxid chromitý, Cr₂O₃, oxidy alkalických kovov, t.j. oxid sodný a draselný, Na-0 a K₂O, ako i rôzne nečistoty. Na ilustráciu doterajšieho stavu techniky v tejto oblasti možno odkázať napr. na patent USA 4 461 840 a patent DE-OS 1 496 662.

Tieto výrobky z tepelne odolných vlákien všeobecne obsahujú zvýšené množstvo AI₂O₃ a často relatívne vysoké množstvá oxidov železa, FeO a Fe₂O₃. Železo je prítomné v dôsledku skutočnosti, že veľa ekonomicky zaujímavých surovín tento kov vo väčšej či menšej miere obsahuje. Prítomnosť väčších množstiev hliníka a železa však robí vlákna krehkými a neelastickými, čiže ťažko spracovateľnými.

Podstata vynálezu

Podľa predkladaného vynálezu bolo teraz zistené, že táto nevýhoda môže byť odstránená tým, že sa do vlákna pridá fosfor. Prídavok fosforu zvyšuje pružnosť a húževnatosť vlákien, obsahujúcich hliník a železo. Tým sa zlepšujú aj spracovateľské vlastnosti výrobkov z vlákien. Keďže tieto výrobky z vlákien môžu byť elasticky stlačené, klesajú napríklad priestorové nároky pri skladovaní a preprave. Po uvoľnení stlačenia sa produkt v dôsledku elasticity vráti do svojho pôvodného tvaru a pri použití dobre vyplní všetok priestor v stavebnej konštrukcii. Okrem toho poklesne jeho tendencia k tvorbe prachu, pretože sa zníži krehkosť vlákien. Ukázalo sa tiež, že pri takýchto vláknach možno použiť zvýšenú koncentráciu alkálií, čo môže byť pri určitých aplikáciách výhodné.

Konkrétne, predkladaný vynález sa zameriava na minerálne vlákna, ktoré obsahujú nasledujúce zložky v množstvách vyjadrených v hmotnostných percentách:

SiO₂	38 až 47,
ai₂0₃	16 až 20,
TtO₂	do 4,
MgO	5 až 15,
CaO	14 až 22,
Na_;O + K₂O	do 6,
železo (FeO + Fe₂O₃)	3 až 10,
P₂O₅	0,5 až 4,
iné zložky	do 4.

Výrazom „iné zložky“ sa rozumejú také eventuálne nečistoty, ktoré nemajú podstatnú dôležitosť pre vlastnosti vyrobeného vlákna.

Je známe, že v rozsahu do približne 15 hmotn. % je koncentrácia oxidu hlinitého priamo úmerná stabilite vlákna v biologických roztokoch, t. j. čím viac oxidu hlinitého výrobok obsahuje, tým je výrobok stabilnejší a menej rozpustný. Pri vyššej koncentrácii je však táto tendencia obrátená, takže rozpustnosť vlákna sa s rastúcou koncentráciou oxidu hlinitého zvyšuje. Tak bolo podľa predkladaného vynálezu získané vlákno, ktoré má dobrú tepelnú odolnosť, dobrú elasticitu a vysokú rozpustnosť v biologických roztokoch.

V uvedenej zmesi tvorí MgO výhodne 5 až 12 hmotn. %.

Podľa svojho výhodného vyhotovenia je predkladaný vynález zameraný na minerálne vlákno, ktoré má v podstate nasledujúce zloženie v hmotn. %:

SiO₂	40 až 44,
A1₂O₃	16 až 20,
TiO₂	do 4,
MgO	8 až 12,
CaO	16 až 22,
Na₂O + K₂O	2 až 5,
železo (FeO + Fe₂O₃)	3 až 8,
P₂O₅	0,5 až. 2,
iné zložky	do 4.

Podľa predkladaného vynálezu je vlákno pripravené obvyklým spôsobom: zmiešaním vhodných surovín, ako je kameň, troska, bauxit, dolomit, apatit, anorthozit, sklo alebo iné druhy trosky a ďalšie vhodné odpadové materiály vo vhodných pomeroch, buď v pôvodnom stave, alebo vo forme zlisovaných kusov (brikiet). Tieto suroviny sa potom roztavia, napríklad v elektrickej alebo kupolovej peci, a potom sa premenia na vlákna akýmkoľvek obvyklým spôsobom, napríklad kaskádovou centrifugáciou taveniny a zhromažďovaním vlákien na bežiaci pás.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález je ilustrovaný nasledujúcimi neobmedzujúcimi príkladmi.

Príklad 1

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené zložky zmesí, ktorou bola naplnená kopolová pec, a ktorá má zloženie vyjadrené v hmotn. %.

Zložka	Obsah príslušnej horniny v zmesi (hmotn. %)
Apatit, obsahujúci periodit	Dolomit	Gabbroanorthozit
	32	20	48
	Obsah príslušnej zložky (hmotn. %)
SiO₂	45,5	8,0	45,6
A1₂O₃	9,9	1,6	30,1
TÍO₂	1,8	0,2	0,2
MgO	11,4	17,8	2,3
CaO	13,7	30,1	16,9
Na₂O + K₂O	4,5	0,6	1,5
železo	9,7	1,7	2,7
p₂o₅	2,2	0,1	0,0
strata pri spálení	1,4	39,9	0,7

Vlákna boli vyrobené kaskádovou centrifugáciou obvyklým spôsobom zo získanej taveniny a zhromažďované na bežiaci pás tak, aby vznikla rohož z minerálneho vlákna. Minerálne vlákna mali nasledujúce zloženie v hmotn. %:

SiO₂	42,0
A1₂O₃	19,0
TiO₂	1,0
MgO	10,0
CaO	19,0
Na₂O + K₂O	3,0
železo (FeO + Fe₂O₃)	4,0
P₂O₅	1,0
iné zložky	1,0

Príklad 2

Rovnakým spôsobom, aký je opísaný v príklade 1, boli pripravené jednak vlákna podľa predkladaného vynálezu (vlákno A), jednak vlákna porovnávacie (vlákno B), líšiace sa výberom vhodných surovín. Získané vlákna mali nasle-

dujúce zloženie v hmotn. %:
	A	B
SiO₂	42,1	43,9
A1₂O₃	18,7	19,6
TiO₂	1,7	0,6
MgO	10,4	11,3
CaO	15,8	17,0
Na₂O + K₂O	2,9	1,7
železo (FeO + Fe₂O₃)	6,8	5,7
p₂o₅	0,8	0,05
iné zložky	0,8	0,2

niciam prijateľnosti. Výsledky testu teda dokázali, že rohož z vlákna A podľa predkladaného vynálezu má lepšiu stlačiteľnosť ako rohož z porovnávacieho vlákna B.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Minerálne vlákno, vyznačujúce sa tým, že má nasledujúce zloženie v hmotn. %:

SiO₂ 38 až 47, A1₂O₃ 16 až 20, TiO₂ do 4, MgO 5 až 15, CaO 14 až 22, Na₂O + K₂O do 6, železo (FeO + Fe₂O₃) 3 až 10, P₂O₅ 0,5 až 4, iné zložky do 4.

2. Minerálne vlákno podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že MgO tvorí v jeho zložení 5 až 12 hmotn. %.

3. Minerálne vlákno podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že má v podstate nasledujúce zlo-

ženie v hmotn. %: SiO₂ 40 až 44, A1₂O₃ 16 až 20, TiO₂ do 4, MgO 8 až 12, CaO 16 až 22, Na₂O + K₂O 2 až 5, železo (FeO + Fe₂O₃) 3 až 8, P₂O₅ 0,5 až 2, iné zložky do 4.

4. Výrobok, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vlákno podľa nárokov 1,2 alebo 3.
5. Výrobok podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že má podobu rohože alebo krycej fólie, alebo trubicovitej nádoby, najmä na tepelnú a/alebo zvukovú izoláciu.