WO1998057900A1 - Composition de laine minerale - Google Patents

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WO1998057900A1
WO1998057900A1 PCT/FR1998/001270 FR9801270W WO9857900A1 WO 1998057900 A1 WO1998057900 A1 WO 1998057900A1 FR 9801270 W FR9801270 W FR 9801270W WO 9857900 A1 WO9857900 A1 WO 9857900A1
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Alain De Meringo
Fabrice Lafon
Jean-Luc Bernard
Véronique RENOUS CHAN
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Isover Saint-Gobain
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    • C03C2213/00—Glass fibres or filaments
    • C03C2213/04—Dual fibres

Definitions

  • the present invention relates to the field of artificial mineral wools. It relates more specifically to mineral wools intended for manufacturing thermal and / or acoustic insulation materials or soilless growing substrates, and in particular those commonly designated by the term wool. glass
  • the mineral wools of the glass wool type of interest to the invention are generally obtained by so-called internal centrifugation fiberizing processes, consisting, schematically, in pouring the vitniable raw materials, once in the molten state, inside cent ⁇ fugeurs the peripheral band of which is pierced by a large number of orifices, from which the melt is projected in the form of filaments which are entrained and drawn into fibers by a gaseous current of high temperature and speed at the periphery of the centrifugers
  • the aforementioned patent application WO-95/12554 describes associations of two types of glass compositions whose difference between the coefficients of thermal expansion is at least 20 10 7 K 1
  • the two types of compositions used have a temperature corresponding to a poise viscosity equal to log 3, which is between 1010 ° C and 1121 ° C
  • this temperature is an indicator for those skilled in the art of the minimum fiberizing viscosity temperature.
  • the previous temperature range 1010-1 121 ° C. is particularly high, which is not without drawbacks in terms of fiberizing this implies in particular increased energy expenditure for the fusion of raw materials, a risk of premature corrosion of the fiberizing plates.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks, in particular by developing new combinations of mineral compositions which are capable, when jointly fiberized, of having the desired wavy appearance thanks to a sufficient gap between their expansion coefficients respective thermal But the invention also seeks to ensure that the production of such fibers is feasible, industrially and economically, and is in particular not penalizing in terms of yield, production tool costs, energy costs or raw materials L
  • a subject of the invention is therefore “bi-component” mineral fibers obtained by joint fiberizing of two different mineral compositions, in particular two glass compositions based on S ⁇ 0 2 , d alkali oxides and no-earthy alca oxides.
  • the two mineral compositions have a working level defined by the difference between the minimum fiber drawing viscosity temperature and the liquidus temperature of at least 30 ° C, in particular at least 40 ° C, O d) the two mineral compositions each comprise, in weight percentages, in all less than 3% of the following compounds: Ti0 2 , ZnO, BaO, Li 2 0, and preferably less than 1% of each of them,
  • the difference can in fact correspond to a positive or negative value.
  • the temperature value T, Qg3 corresponds to the temperature at which the composition (s) considered is
  • characteristic a guarantees that corrugated fibers will indeed be obtained, and therefore the mineral blade exhibiting the "bulking" which is particularly advantageous from a thermal and mechanical point of view. Indeed, a minimum difference of 20 10 7 K between the two coefficients of thermal expansion is necessary Preferably, we rather choose an ⁇ of the order of 30 or even 40 to
  • Characteristic b) states an advantageous range of temperature values T log3 , since if it is below 1010 ° C, and rather between 850 and 1010 ° C, and in particular at least 860 ° C , or even possibly at least 890 ° C, that is to say relatively low temperatures, which is obviously very interesting, both in terms of energy cost of fiberizing and production tools Indeed , the centrifuge plates are thus not too stressed thermally, and have normal wear without having to use expensive materials suitable for high temperatures
  • the values of T, og3 of two compositions are close, advantageously with a deviation of at most 30 ° C, in particular at most 25 ° C, more particularly at at most 20 ° C, to guarantee optimum compatibility of their fiberizing conditions
  • Characteristic c) is a working stage, previously defined, wide enough to allow fiberizing under standard conditions. Preferably, this stage is at least 40 ° C., and even advantageously above 50 ° C.
  • the characteristic d ) goes in the direction of a limitation of the cost linked to the raw materials indeed, the invention allows the obtaining of fibers with the desired property, without having to resort to components in quantities such that their cost would come to penalize the profitability of manufacturing
  • the characteristic e) of the invention highlights the relationships (i) and (M) between the Na 2 0 and B 2 0 3 contents of the two compositions.
  • the invention indeed shows that sodium oxide and l oxide had an influence on the coefficient of thermal expansion ⁇ , in similar proportions but in the opposite way, sodium oxide tends to increase the coefficient ⁇ while I oxide boron tends to decrease it.
  • the invention is therefore based on compositions with usual constituents: sodium oxide and boron oxide are well known components for adjusting the viscosity of the composition, ranked among the fluxes and / or network modifiers in the mineral composition.
  • the invention therefore assigns them a second role, that of "regulators" of the coefficient ⁇ , so as to obtain between the two compositions the difference in coefficient ⁇ desired.
  • this "secondary role” therefore led to the choice of minimum differences between Na 2 0 and B 2 0 3 contents, defined by relations (i) and (ii), without these adjustments in Na 2 0 and B 2 0 3 contents do not disturb their primary function. It was thus possible to maintain, in parallel, values of T, og3 and liquidus temperatures which are entirely adapted to the standard fiber drawing conditions by internal centrifugation. On the contrary, one would have expected that such adjustments would have unintended consequences on the "fibrability" of the compositions. In fact, we can "afford", within the framework of the invention, to choose two compositions whose contents of sodium oxide and boron oxide remain in proportions which are not necessarily unusual, since it is on deviations that we reason.
  • the invention mainly emphasizes Na 2 0 as an agent capable of increasing the coefficient ⁇ , but that other alkaline oxides can play this role, very particularly K 2 0.
  • K 2 alkaline oxide
  • R 2 0 all alkali oxides
  • At least one of the mineral compositions comprises, in percentage by weight, at least 0.5 to 1% of aluminum oxide. If it does not appear to have a significant influence on the coefficient of expansion ⁇ , on the other hand providing a certain amount of it tends to improve the durability of the fibers, in particular with respect to water attack or durability at high temperature. It may be preferable, however, to limit the content to at most 3.5% by weight.
  • at least one of the two compositions comprises, in percentage by weight, from 0 to 3% of P 2 0 5 , in particular either 0% of P 2 0 5 , or from 0, 1 or from 0.5 to 2% of P 2 0 5 .
  • This constituent can fulfill an interesting role: it is in fact known that it tends to positively influence the biodegradability of the fibers, tested by suspension in a buffered medium simulating a physiological medium, without very significantly modifying the coefficient of thermal expansion ⁇ . It is therefore advantageous to use it in the compositions. A maximum rate of 3 or 2% is preferable, so as not to burden the costs of raw materials.
  • At least one of the two compositions may contain at most 3% of K 2 0 and, preferably between 0 and 2% of this oxide.
  • K 2 0 plays a fluxing role, like Na 2 0, and tends to increase the coefficient (as explained above. It is however preferable to limit the content, keeping the sum of the contents of alkali oxides of each of the two constant compositions, since potassium oxide tends to be more expensive than sodium oxide.
  • at least one of the compositions can contain from 0 to 3% by weight of Fe 2 0 3 (total iron expressed in this form), and / or contain up to 3% by weight of fluorine .
  • At least one of the compositions may contain less than 3% by weight of BaO.
  • the invention defines below four main types of mineral compositions of glass type, denoted A, B, C, D and classified with decreasing coefficient of thermal expansion ⁇ .
  • A, B, C, D The most advantageous combinations between two compositions belonging to different types will then be explained.
  • these compositions may possibly contain other elements / oxides than those explicitly mentioned. It can in particular be the optional elements / compounds mentioned above of the P 2 O s , Fe 2 0 3 type . It is also known to those skilled in the art in the field of glass compositions that these may include, without limitation, also a certain content of impurities, generally at most 2% by weight.
  • the first family of compositions is called type A. It has a coefficient of thermal expansion ⁇ of between 1 10 and 140.10 "7 K " 1 , and it comprises sodium oxide, boron oxide, optionally K 2 0 in the following proportions, as a percentage by weight:
  • ⁇ - B 2 0 3 ⁇ 7% preferably less than 6%, in particular from 0 to 4% or 0 to 3%
  • the composition of type A comprises the following compounds, in percentages by weight: Si0 2 46 to 62%, preferably 48 to 60%
  • MgO 0 to 5%, preferably 0 to 3%
  • This series is interesting in that it aims coefficient ⁇ compositions high or very high, since for some of the examples 1A-18A illustrating the family later in this text, the coefficient ⁇ exceeds 130.10- 7 KJ All the compositions of this family have two points in common: a high level of alkali metal oxides, and especially of sodium hydroxide, and a reduced or even zero rate of boron oxide.
  • the invention therefore allows a wide choice in the proportion of alumina, while keeping values of ⁇ and T
  • compositions having P 2 0 5 in particular between 0.5 and 2%, and those which do not have one.
  • the presence of P 2 0 5 can improve the biodegradability of the fibers, in particular if it relates to compositions in which the alumina level is significant.
  • compositions having boron oxide in particular in modest proportions of the order of 1 to 3%, and those which are devoid of it.
  • ⁇ the adjustment of the coefficient ⁇
  • the second family of compositions is called type B. It has a coefficient of thermal expansion ⁇ of between 100 and 109.10 7 K “1 , and it comprises sodium oxide and boron oxide, and optionally l potassium oxide in the following proportions, as a percentage by weight:
  • composition B comprising the following compounds, in percentages by weight:
  • MgO 0 to 5%, preferably 1 to 4.5%
  • the third family of compositions is called type C It has a coefficient of thermal expansion ⁇ of between 76 and 99 10 7 K, and it comprises sodium oxide, boron oxide, and optionally oxide potassium in the following proportions, in percentage by weight " ⁇ - B 2 0 3 > 10%, preferably> 11% and in particular between 11 and 16%,
  • compositions of this family preferably play the role of "composition at lower ⁇ ", although it is not excluded from the invention that they can play the role of composition at higher ⁇ x" in combination with a composition with value of ⁇ even lower.
  • compositions of the family C tend to be richer in B 2 0 3 and less rich in sodium oxides than those of family B
  • the sum Na 2 0 + B 2 0 3 + K 2 0 tends to be higher overall, because the increase in B 2 rate 0 3 tends to be generally greater than the reduction in the level of Na 2 0 (and / or K 2 0)
  • the fourth family of compositions is called type D It has a coefficient of thermal expansion ⁇ of between 60 and 75 10 7 K 1 It includes sodium oxide, boron oxide, and optionally potassium oxide um in the following proportions, as a percentage by weight * Na 2 0 ⁇ 13%, in particular between 8 and 13% or between 9 and 12% ⁇ B 2 0 3 > 13%, in particular between 14 and 21% or between 15 and 19% ⁇ Na 2 0 + B 2 0 3 + K 2 0 between 21 and 32%, especially between 25 and 30%.
  • the mineral composition “D” comprises the following compounds, in percentages by weight:
  • Si0 2 53 to 62% preferably 55 to 60%
  • This family of compositions thus targets very low coefficients ⁇ , linked, for the most part, to a high level of boron oxide and a relatively moderate level of sodium oxide. It is therefore used in the invention as a "lower ⁇ " composition.
  • the sum (Na 2 0 + B 2 0 3 + K 2 0) of this family of compositions does not differ significantly from that of family C or the family
  • compositions in particular.
  • This family of compositions can be divided into different subgroups. Thus, some of these compositions may contain P 2 0 5 and not others. Similarly, some of these compositions may contain little or no alumina (0 to 0.5% by weight) or a more significant content, for example of the order of 1 to 2 or 3%. Likewise, in this family, it is preferable to use a fairly constant CaO content of the order of 3 to 8%.
  • MgO modulating more widely the rate of MgO
  • the fibers according to the invention therefore combine two compositions belonging to two different "types". Three combinations are particularly advantageous.
  • the first consists in associating a composition of type "A” as a composition "with higher ⁇ " with a composition of type "C” as a composition "with lower ⁇ ", with preferably:
  • the second consists in associating a type "B" composition as a "higher ⁇ " composition with a type "D” composition as a "lower ⁇ ” composition, preferably:
  • the third consists in associating a composition of type "A” as a composition "with higher ⁇ ” with a composition of type "D” as a composition "with lower ⁇ ”, with preferably:
  • the fourth consists in associating a type C composition as a "higher ⁇ " composition with a type D composition as a composition.
  • the fibers of the invention as described above can be applied to the manufacture of thermal and / or acoustic insulation materials, and also to the manufacture of soilless growing substrates.
  • a fiberizing plate is fed continuously with a stream of molten glass having a given first composition and with a stream of molten glass having a second composition.
  • These compositions are chosen according to the invention to present significantly different coefficients ⁇ .
  • two-component filaments are ejected from the orifices and then drawn out using an annular burner generating a ring of hot gas under the 'plate.
  • the fibers thus formed are then optionally impregnated with a sizing composition, annular blowing members then coming to guide the fibers optionally glued on a suction conveyor belt whose speed will allow the grammage of the final product to be adjusted.
  • the sheet thus formed is brought into an oven at 200 ° C. provided with endless bands of lower and upper conformation (which makes it possible to crosslink the resin of the sizing composition if one was used), and to conform the sheet to the desired thickness and therefore to the desired density.
  • D table 1 type A compositions, examples 1A to 18A, ⁇ table 2: type B compositions, examples 1 B to 8B, O table 3: type C compositions, examples 1 C to 12C, O table 4 " : compositions type D, examples 1 D to 13D
  • the contents are to be understood in percentages by weight.
  • the residual level corresponds to the impurities and / or minority components not analyzed (for example traces of Fe 2 0 3 , Ti0 2 , S0 3 , ). If it is on the contrary slightly greater than 100%, the reason comes from the tolerances allowed on analyzes in this area.
  • compositions of a given type are then combined with compositions of another type so as to comply with the conditions of the invention in terms of Na 2 0 and B 2 0 3 contents and of coefficient ⁇
  • the most common combinations advantageous are those which combine type A compositions with type C compositions (“A + C” combination), type B combinations with type D compositions (“B + D” combinations), type A compositions with D-type compositions (“combinations“ A + D ”) These are indeed the combinations which make it possible to ensure the most significant differences in coefficient ⁇ combined with the smallest differences in T
  • compositions according to family A can have T log3 ranging between 880 ° C and 990 ° C, from Table 2, we see that the compositions according to family B can have T , og3 ranging between 890 ° C and 950 ° C, with even an example at around 1000 ° C,
  • compositions according to family C can have T log3 ranging between 900 ° C and 990 ° C
  • compositions according to family D can have values of T log3 generally between 920 ° C and 980 ° C, with even a value of approximately 1000 ° C for example 1 D (These ranges of
  • T log3 are given for information only, and are not restrictive to each of the families
  • Table 5 highlights the most advantageous combinations, indicating for each of them the values of ⁇ Na 2 0, ⁇ B 2 0 3 , I ⁇ Na 2 0- ⁇ B 2 0 3 I in explicit weight percentages at the beginning of this text, as well as the values of ⁇ in K 1 corresponding to the difference between the coefficients ⁇ of the composition "with higher ⁇ ” and of the composition "with lower ⁇ ", and the values of ⁇ T log3 in degrees C corresponding to the difference, in absolute values, between the temperature T
  • this table is absolutely not limitative of all possible combinations. It exemplifies combinations which make it possible to obtain wavy fibers, without encountering particular difficulties during fiberizing, and without the raw materials necessary for the compositions unduly burdening their overall production cost. It may be noted that even the low compositions coefficient ⁇ which are richest in B 2 0 3 have contents of B 2 0 3 which are, by weight, less than 20%; and that even the compositions with a higher coefficient ⁇ , which are the richest in Na 2 0, have Na 2 0 contents which remain at most 25%. The invention has therefore made it possible to reconcile the obtaining of mineral wool with very specific properties with manufacturing conditions which are acceptable industrially and economically.

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Abstract

L'invention a pour objet des fibres minérales "bi-composantes" obtenues par fibrage conjoint de deux compositions minérales différentes, notamment deux compositions de verre à base de SiO2, d'oxydes alcalins et d'oxydes alcalino-terreux: les deux compositions minérales ont des coefficients de dilatation thermique alpha présentant une différence DELTA alpha d'au moins 20.10<-7> K<-1>, elles ont une température de viscosité minimale de fibrage Tlog3 comprise entre 830 et 1010 DEG C, elles présentent un palier de travail d'au moins 30 DEG C, elles comprennent chacune en pourcentage pondéraux, en tout moins de 3 % des composés suivants: TiO2, ZnO, BaO, Li2O, et de préférence moins de 1 % de chacun d'entre eux, elles présentent en pourcentages pondéraux, des différences de teneurs respectives en oxydes de bore B2O3 et en oxyde de sodium Na2O telles que: (i) DELTA B2O3 > 2 % (ii) DELTA Na2O > 2 %.

Description

COMPOSITION DE LAINE MINERALE
La présente invention concerne le domaine des laines minérales artificielles Elle vise plus précisément les laines minérales destinées à fabriquer des matériaux d'isolation thermique et/ou acoustique ou des substrats de culture hors-sol, et notamment celles désignées communément sous le terme de laine de verre
Les laines minérales de type laine de verre intéressant l'invention sont généralement obtenues par des procédés de fibrage dits de centrifugation interne, consistant, schématiquement, à déverser les matières premières vitnfiables, une fois à l'état fondu, à l'intérieur de centπfugeurs dont la bande périphérique est percée d'un grand nombre d'orifices, d'où la masse fondue est projetée sous forme de filaments qui se trouvent entraînés et étirés en fibres par un courant gazeux de température et vitesse élevées a la périphérie des centπfugeurs
Il a été développe une adaptation de la technique de centrifugation interne précédemment décrite, adaptation consistant, très schématiquement encore, a alimenter avec deux filets de verre présentant des compositions chimiques différentes, chacun des orifices de l'assiette de fibrage Les compositions de verre étant choisies de manière a présenter des coefficients de dilatation thermique α différents, les" fibres obtenues se trouvent être des fibres « bi-composantes » qui, en se refroidissant, présentent une grande souplesse, et un aspect « curviligne » conférant au produit final un aspect particulièrement aère, particulièrement « gonflant », avec une reprise d'épaisseur élevée après compression On pourra par exemple se reporter aux brevets US-2 998 620, WO-95/12554 et WO- 96/34837 Des études ont également été menées afin de mettre au point des
« paires » de compositions de verre les plus judicieuses pour obtenir la propriété recherchée
Ainsi, la demande de brevet WO-95/12554 précitée décrit des associations de deux types de compositions de verre dont l'écart entre les coefficients de dilatation thermique est d'au moins 20 107K 1 Cependant, les deux types de compositions retenus présentent une température correspondant à une viscosité en poise égale à log 3, qui est comprise entre 1010°C et 1121 °C Concrètement, cette température, dite T|0g3, est un indicateur pour l'homme de l'art de la température de viscosité minimale de fibrage Or la gamme de températures 1010-1 121 °C précédente est particulièrement élevée, ce qui n'est pas denue d'inconvénient en termes de fibrage cela implique notamment des dépenses énergétiques accrues pour la fusion des matières premières, un risque de corrosion prématurée des assiettes de fibrage La demande de brevet WO-96/34837 précitée quant à elle a choisi notamment d'ajouter des oxydes de type Lι20, ZnO, BaO ou Tι02 aux compositions pour en moduler au mieux les coefficients de dilatation thermique, ou encore d'utiliser des taux en oxyde de bore particulièrement élevés pour les compositions a coefficient de dilatation thermique le plus faible Or, dans un cas comme dans l'autre, ces choix conduisent à augmenter de manière notable les coûts de matières premières
Le but de l'invention est de pallier a ces inconvénients, en mettant notamment au point de nouvelles associations de compositions minérales qui soient aptes, une fois fibrées conjointement, à présenter l'aspect ondulé recherché grâce à un écart suffisant entre leurs coefficients de dilatation thermique respectifs Mais l'invention cherche également à ce que la production de telles fibres soit faisable, industriellement et économique, et ne soit notamment pas pénalisante en terme de rendement, de coûts d'outils de production, de coûts énergétiques ou de matières premières L'invention a alors pour objet des fibres minérales « bi-composantes » obtenues par fibrage conjoint de deux compositions minérales différentes, notamment deux compositions de verre à base de Sι02, d oxydes alcalins et d'oxydes alca no-terreux Elles se définissent par les caractéristiques suivantes π a) - les deux compositions minérales ont des coefficients de dilatation thermique α présentant une différence Δα d'au moins 20.10"7 K"1 entre la composition " à plus haut α" et la composition " à plus bas α", et notamment d'au moins 30.10"7 et même 40.10"7 K"1, O b) - les deux compositions minérales ont une température de viscosité minimale
Tlog3 comprise entre 830 et 1010°C,
D c) - les deux compositions minérales présentent un palier de travail défini par la différence entre la température de viscosité minimale de fibrage et la température de liquidus d'au moins 30°C, notamment d'au moins 40°C, O d) - les deux compositions minérales comprennent chacune en pourcentages pondéraux, en tout moins de 3% des composés suivants : Ti02, ZnO, BaO, Li20, et de préférence moins de 1 % de chacun d'entre eux,
L~J e) - les deux compositions présentent en pourcentages pondéraux, des différences de teneurs respectives en oxydes de bore B203 et en oxyde de sodium Na20 telles que :
(i) Δ B203 > 2%
(ii) Δ Na20 > 2%
Selon l'invention, on a en outre de préférence la relation suivante :
(iii) 0 < l Δ Na20 - Δ B203 l < 5. Dans le contexte de l'invention, on comprend par « Δ B203 » dans la relation (i), la différence entre la teneur en B203 en pourcentage pondéral de la composition "à plus bas α" et la teneur en B203 en pourcentage pondéral de la composition "à plus haut α".
De même, on comprend par Δ Na20 dans la relation (ii), la différence entre la teneur en Na20 en pourcentage pondéral de la composition "à plus haut α" et la teneur en Na20 en pourcentage pondéral de la composition "à plus bas α".
Dans la relation (iii), c'est bien la valeur absolue de la différence Δ
Na20 - Δ B203 qui est considérée : ici, la différence peut en fait correspondre à une valeur positive ou négative. Par ailleurs, la valeur de température T,Qg3 correspond à la température à laquelle la (les) composition(s) considérée(s) est
(sont) à une viscosité, exprimée en poises, correspondant à log-3. Au vu de toutes les caractéristiques énoncées plus haut, l'invention a en fait réalisé un compromis judicieux entre les différentes propriétés recherchées pour ce type de fibre assez particulier
Ainsi, la caractéristique a) garantit que l'on va effectivement obtenir des fibres ondulées, et donc la lame minérale présentant le « gonflant » particulièrement avantageux sur le plan thermique et mécanique En effet, un écart minimal de 20 107K entre les deux coefficients de dilatation thermique est nécessaire De préférence, on choisit plutôt un Δα de l'ordre de 30 ou même 40 à
50 107K 1 La caractéristique b) énonce une plage de valeurs de températures Tlog3 avantageuses, car si situant en-dessous de 1010°C, et plutôt comprises entre 850 et 1010°C, et notamment d'au moins 860°C, ou même éventuellement d'au moins 890°C, c'est-a-dire des températures assez peu élevées, ce qui est évidemment très intéressant, a la fois en termes de coût énergétique de fibrage et d'outils de production En effet, les assiettes de centrifugation se trouvent ainsi pas trop sollicitées thermiquement, et ont une usure normale sans avoir recours a des matériaux onéreux adaptés aux hautes températures De préférence, les valeurs de T,og3 de deux compositions sont voisines, avantageusement avec un écart d'au plus 30°C, notamment d'au plus 25°C, plus particulièrement d au plus 20°C, pour garantir une compatibilité optimale de leurs conditions de fibrage
La caractéristique c) est un pallier de travail, précédemment défini, suffisamment large pour autoriser un fibrage dans des conditions standard De préférence, ce palier est d'au moins 40°C, et même avantageusement au-dessus de 50°C La caractéristique d) va dans le sens d'une limitation du coût lie aux matières premières en effet, l'invention permet l'obtention de fibres a la propriété recherchée, sans avoir à recourir a des composants dans des quantités telles que leur coût viendrait pénaliser la rentabilité de la fabrication
La caractéristique e) de l'invention met en avant les relations (i) et (M) entre les teneurs en Na20 et B203 des deux compositions L'invention a en effet montre que l'oxyde de sodium et l'oxyde de bore avaient une influence sur le coefficient de dilatation thermique α, dans des proportions similaires mais de manière opposée, l'oxyde de sodium tendant a augmenter le coefficient α alors que I oxyde de bore tend à le diminuer. Plutôt que d'ajouter des oxydes très particuliers pour influencer le coefficient α, oxydes n'ayant que ce rôle et étant généralement très onéreux comme Li20 ou ZnO, l'invention s'est donc basée sur des compositions avec des constituants usuels : l'oxyde de sodium et l'oxyde de bore sont des composants bien connus pour ajuster la viscosité de la composition, rangés parmi les fondants et/ou les modificateurs de réseau dans la composition minérale.
L'invention leur attribue donc un second rôle, celui de « régulateurs » du coefficient α, de façon à obtenir entre les deux compositions l'écart de coefficient α voulu. Et ce qui est étonnant, c'est que ce « second rôle » a donc conduit à choisir des écarts minimun entre teneurs en Na20 et B203, définis par les relations (i) et (ii), sans que ces ajustements en teneurs de Na20 et B203 ne viennent perturber leur fonction première. On a pu ainsi maintenir, en parallèle, des valeurs de T,og3 et de températures de liquidus tout-à-fait adaptées aux conditions standard de fibrage par centrifugation interne. On aurait pu, au contraire, s'attendre à ce que de tels ajustements aient des conséquences imprévues sur la « fibrabilité » des compositions. En fait, on peut « se permettre », dans le cadre de l'invention, de choisir deux compositions dont les teneurs en oxyde de sodium et oxyde de bore restent dans des proportions qui ne sont pas nécessairement inhabituelles, puisque c'est sur des écarts que l'on raisonne.
Il est à noter que l'invention souligne principalement Na20 comme agent susceptible d'augmenter le coefficient α, mais que d'autres oxydes alcalins peuvent jouer ce rôle, tout particulièrement K20. En fait, on préfère dans l'invention utiliser peu ou pas de K20, généralement au plus 10%, notamment au plus 8% ou 5% ou 3%, car il provient d'une matière première qui tend à être un peu plus onéreuse que Na20. Si l'on exprime par R20 tous les oxydes alcalins, on préfère donc dans l'invention choisir le rapport des pourcentages pondéraux Na20/R20 relativement grand. On peut, sans sortir de l'invention, considérer dans la relation (ii) non pas Na20, mais en fait la somme (Na20+K20). A noter également que la relation (iii) optionnelle « traduit » le fait mentionné plus haut, qui est une influence opposée, mais dans des proportions similaires, de ces deux oxydes. De la composition "à haut α" à la composition "à bas α", le « défaut » en « oxyde de bore » se trouve ainsi « compensé », au moins en partie, par un « excès » en oxyde de sodium et réciproquement.
On peut souligner que, même dans la composition "à bas α", qui se trouve donc être la plus riche des deux en B203, on préfère selon l'invention limiter la teneur en oxyde de bore à au plus 20% en poids, un taux excessif en oxyde de bore pouvant s'avérer pénalisant en terme de coût de matières premières, notamment.
Selon une variante de l'invention, au moins une des compositions minérales comprend, en pourcentage pondéral, au moins 0,5 à 1 % d'oxyde d'aluminium. S'il ne paraît pas avoir une influence significative sur le coefficient de dilatation α, en revanche en prévoir une certaine quantité tend à améliorer la durabilité des fibres, notamment vis-à-vis de l'attaque à l'eau ou de la durabilité à haute température. Il peut être préférable, cependant, d'en limiter la teneur à au plus 3,5% en poids. Selon une autre variante de l'invention, bien sûr compatible avec la précédente, au moins une des deux compositions comprend, en pourcentage pondéral, de 0 à 3% de P205, notamment soit 0% de P205, soit de 0, 1 ou de 0,5 à 2% de P205. Ce constituant peut remplir un rôle intéressant : il est en effet connu qu'il tend à influencer positivement la biodégradabilité des fibres, testée par mise en suspension dans un milieu tamponné simulant un milieu physiologique, sans modifier très significativement le coefficient de dilatation thermique α. On a donc avantage à y recourir dans les compositions. Un taux maximal de 3 ou 2% est préférable, pour ne pas grever les coûts des matières premières.
Selon une autre variante, toujours compatible avec les précédentes, au moins une des deux compositions peut comporter au plus 3% de K20 et, de préférence entre 0 et 2% de cet oxyde. En effet, le K20 joue un rôle de fondant, comme le Na20, et tend à augmenter le coefficient ( comme expliqué précédemment. Il est cependant préférable d'en limiter la teneur, en gardant la somme des teneurs en oxydes alcalins de chacune des deux compositions constantes, car l'oxyde de potassium tend à être plus coûteux que l'oxyde de sodium. Selon une autre variante compatible avec les précédentes, au moins une des compositions peut contenir de 0 à 3% en poids de Fe203 (fer total exprimé sous cette forme), et/ou contenir jusqu'à 3% en poids de fluor.
Selon une autre variante, compatible avec toutes les précédentes, au moins une des compositions peut contenir moins de 3% en poids de BaO.
L'invention définit ci-dessous quatre grands types de compositions minérales de type verre, notées A, B, C, D et classées à coefficient de dilatation thermique α décroissant. Il sera ensuite explicité les combinaisons les plus avantageuses entre deux compositions appartenant à des types différents. Dans chacune de ces familles, et dans toutes les compositions exemplifiées par la suite, il est à comprendre que ces compositions peuvent éventuellement contenir d'autres éléments/oxydes que ceux explicitement mentionnés. Il peut notamment s'agir des éléments/composés optionnels évoqués ci-dessus du type P2Os, Fe203. Il est en outre connu de l'homme de l'art du domaine des compositions verrières que celles-ci peuvent comporter, non limitativement, également une certaine teneur en impuretés, généralement d'au plus 2% en poids.
La première famille de compositions est dite de type A. Elle a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 1 10 et 140.10"7 K"1, et elle comprend de l'oxyde de sodium, de l'oxyde de bore, éventuellement du K20 dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral :
"→- B203 < 7%, de préférence inférieur à 6%, notamment de 0 à 4% ou 0 à 3%,
*→- Na20 > 18%, de préférence de 19 à 25%
^ Na20 + B203 + K20 entre 18 et 33%, notamment entre 22 et 30%.
Cette somme (Na20 + B203 + K20) est un indice intéressant du coût global de matières premières nécessaires à la formulation. En effet, on peut considérer que dans les compositions selon l'invention dont les principaux constituants sont les constituants standards des compositions de verre, ce sont l'oxyde de sodium et l'oxyde de bore qui, par les quantités utilisées et leurs prix, définissent une part significative du coût global de la composition. Un autre point important est que cette somme (Na20 + B203 + K20) détermine pour une grande partie la valeur de Tlog3 de la composition.
De préférence, la composition de type A comprend les composés suivants, en pourcentages pondéraux : Si02 46 à 62%, de préférence 48 à 60%
Na20 18 à 26%, de préférence 19 à 25%
B203 0 à 7%, de préférence 0 à 4%
Al203 0 à 8%, de préférence 0 à 5%
K20 0 à 8%, de préférence 1 à 4%
CaO 6 à 13%, de préférence 7 à 12%
MgO 0 à 5%, de préférence 0 à 3%
P205 O à 3%
Cette série est intéressante en ce sens qu'elle vise des compositions de coefficient α élevé voire très élevé, puisque, pour certains des exemples 1A-18A qui illustrent cette famille dans la suite de ce texte, le coefficient α dépasse 130.10-7 KJ Toutes les compositions de cette famille ont deux points communs : un taux d'oxydes alcalins, et tout particulièrement d'oxyde de soude, élevé, et un taux d'oxyde de bore réduit, voire nul.
On peut ensuite distinguer plusieurs « sous-groupes » dans cette famille selon différents critères liés à leurs compositions. Ainsi, certains ont un taux d'oxyde d'aluminium significatif, de l'ordre de 5 à
8%, alors que d'autres ont un taux d'oxyde d'aluminium bien plus faible voire quasiment nul, de l'ordre de 0,5 à 3%. L'oxyde d'aluminium a tendance à augmenter la durabilité des fibres, un taux trop élevé pouvant cependant n'être pas souhaitable pour d'autres considérations : l'invention permet donc un large choix dans la proportion d'alumine, tout en gardant des valeurs de α et de T|0g3 dans des valeurs similaires, ce que l'on peut constater notamment de la comparaison des exemples 11A et 16A, ou 14A et 16A détaillés ci-après.
On peut aussi distinguer les compositions ayant du P205, notamment entre 0,5 et 2%, et celles qui n'en ont pas. En fait, la présence de P205 peut améliorer la biodégradabilité des fibres, notamment si elle concerne des compositions dont le taux d'alumine est significatif.
On peut aussi distinguer les compositions ayant de l'oxyde de bore, notamment dans des proportions modestes de l'ordre de 1 à 3%, et celles qui en sont dépourvues. Pour ce qui est de l'ajustement du coefficient α, on a en effet ici intérêt à mettre peu ou pas de B203, puisqu'il tend à abaisser ce coefficient. Sa présence dans ces compositions "à haut α" peut cependant se justifier par sa fonction première de fondant. La seconde famille de compositions est dite de type B. Elle présente un coefficient de dilatation thermique α compris entre 100 et 109.107 K"1, et elle comprend de l'oxyde de sodium et de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral:
*→- B203 > 3%, de préférence > 4% et notamment de 4 à 7%, <-»• Na20 < 22%, de préférence < 20%, notamment entre 16 et 20%,
^ Na20 + B203 + K20 entre 15 et 28%, notamment entre 18 et 25%
De préférence, la composition B comprenant les composés suivants, en pourcentages pondéraux :
Si02 56 à 65%, de préférence 58 à 62%
Na20 15 à 22%, de préférence 16 à 20%
K20 0 à 3%, de préférence 1 à 2,5%
B203 3 à 10%, de préférence 4 à 8%
Al203 0 à 3%, de préférence 1 à 2,5%
CaO 6 à 10%, de préférence 7 à 9%
MgO 0 à 5%, de préférence 1 à 4,5%
P205 0 à 3%
On remarque que cette fois, c'est un taux d'oxyde de bore minimal qui est imposé, et, au contraire, un taux maximal en oxyde de sodium. Il s'agit encore plutôt d'une composition de type "à haut α" (bien que l'on n'exclut pas de lui faire jouer le rôle de composition "à plus bas α ", par exemple en association avec une composition de type A), mais elle vise une gamme de coefficients α moins élevés. II s'agit ici d'une famille de compositions un peu intermédiaire entre les compositions à très haut α précédemment évoqués et les compositions à très bas α décrits ci-après sous le terme de famille de type D. Le taux de Na20 tend à être un peu moins élevé que dans la famille A, et par contre la présence de B203 est requise. La somme (Na20+B203 + K20) tend aussi à être moins élevée que dans la famille A. La troisième famille de compositions est dite de type C Elle a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 76 et 99 107 K , et elle comprend de l'oxyde de sodium, de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral "→- B203 > 10%, de préférence > 11 % et notamment compris entre 11 et 16%,
"→- Na20 < 18%, de préférence de 15 à 18%
^ Na20 + B203 + K20 entre 22 et 33%, notamment 25 et 30%
De préférence, elle comprend les composes suivants en pourcentages pondéraux
Sι02 52 à 64%, de préférence 55 à 63%
Na20 13 à 18%, de préférence 14 à 18%
K20 0 à 2% de préférence 0 à 1 %
B203 10 à 15%, de préférence 1 1 à 15%
Al203 0 à 4%, de préférence 0,5 à 2%
CaO 4 à 10%, de préférence 4 à 8%
MgO 1 à 6%, de préférence 3 à 5%
P205 0 à 3%, notamment 0 à 2% Comme pour la famille B, cette famille de compositions est donc un peu intermédiaire en termes de coefficient α Les compositions de cette famille jouent de préférence le rôle de "composition à plus bas α", bien qu il ne soit pas exclut de l'invention qu'elles puissent jouer le rôle de composition a plus haut <x" en association avec une composition a valeur de α encore plus faible Les compositions de la famille C tendent a être plus riches en B203 et moins riches en oxydes de sodium que celles de la famille B La somme Na20+B203 + K20 tend globalement a être plus élevée, car l'augmentation en taux de B203 tend à être généralement plus importante que la diminution du taux de Na20 (et/ou K20) La quatrième famille de compositions est dite de type D Elle a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 60 et 75 10 7 K 1 Elle comprend de l'oxyde de soude, de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral * Na20 < 13%, notamment compris entre 8 et 13% ou entre 9 et 12% ^ B203 > 13%, notamment compris entre 14 et 21 % ou entre 15 et 19% ^ Na20 + B203 + K20 entre 21 et 32%, notamment entre 25 et 30%.
De préférence, la composition minérale « D » comprend les composés suivants, en pourcentages pondéraux :
Si02 53 à 62%, de préférence 55 à 60%
Na20 8 à 15%, de préférence 9 à 13%
K20 0 à 3%, de préférence 0 à 1 %
B203 13 à 22%, de préférence 15 à 19%
Al203 0 à 3%, de préférence 0,5 à 2%
CaO 4 à 10%, de préférence 4 à 7%
MgO 1 à 9%, de préférence 3 à 8%
P205 0 à 3 %
Cette famille de compositions vise ainsi de très faibles coefficients α, liés, pour une grande partie, à un fort taux d'oxyde de bore et un taux relativement modéré en oxyde de sodium. Elle est donc utilisé dans l'invention comme composition "à plus bas α". La somme (Na20+B203 + K20) de cette famille de compositions ne diffère pas sensiblement de celle de la famille C ou de la famille
A, notamment. Cette famille de compositions peut être partagée en différents sous- groupes. Ainsi, certaines de ces compositions peuvent contenir du P205 et pas d'autres. De même, certaines de ces compositions peuvent contenir peu ou pas d'alumine (0 à 0,5% en poids) ou une teneur plus significative, par exemple de l'ordre de 1 à 2 ou 3%. De même, dans cette famille, on tend de préférence à utiliser une teneur en CaO assez constante de l'ordre de 3 à 8%. Par contre on peut trouver avantage à moduler plus largement le taux de MgO, qui peut par exemple être soit également de l'ordre de 3 à 5%, de manière à présenter un rapport Mgό/CaO de l'ordre de 1 , soit être de l'ordre de 7 à 9%, de manière à présenter un rapport MgO/CaO plutôt de l'ordre de 2, et de manière à avoir en outre une teneur globale en oxydes alcalino-terreux plus élevée, accompagnée généralement d'une teneur en Si02 plus faible.
Les fibres selon l'invention combinent donc deux compositions appartenant à deux « types » différents. Trois combinaisons s'avèrent tout particulièrement avantageuses. La première consiste à associer une composition de type « A » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type «C » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence :
(i) Δ B203 > 3%, notamment > 7%, de préférence entre 8 et 15%, (ii) Δ Na20 > 4%, notamment > 5%, de préférence entre 5 et 1 1 %.
La seconde consiste à associer une composition de type « B » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type « D » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence :
(i) Δ B203 > 3%, notamment > 7%, de préférence entre 8 et 14%, (ii) Δ Na20 > 2%, notamment > 6%, de préférence entre 7 et 10%.
La troisième consiste à associer une composition de type « A » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type « D » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence :
(i) Δ B203 > 5%, notamment > 9%, de préférence entre 10 et 19%, (ii) Δ Na20 > 5%, notamment > 8%, de préférence entre 8 et 15%.
La quatrième consiste à associer une composition de type C en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type D en tant que composition
"à plus bas α", avec de préférence :
(i) Δ B203 > 3%, notamment > 6%, de préférence entre 6 et 9%, (ii) Δ Na20 > 3%, notamment > 6%, de préférence entre 6 et 10%.
On peut envisager également d'associer une composition de type A en tant que composition "à plus haut α" avec une composition de type B en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence :
(i) Δ B203 > 2%, de préférence > 3% jusqu'à 8%, (ii) . Δ Na20 > 4%, de préférence > 5%, notamment entre 6 et 8%.
On peut appliquer les fibres de l'invention telles que décrites précédemment à la fabrication de matériaux d'isolation thermique et/ou acoustique, et également à la fabrication de substrats de culture hors-sol.
L'invention sera décrite plus en détails ci-après à l'aide d'exemples de réalisation non limitatifs. Toutes les laines minérales décrites ci-après sont obtenues par centrifugation interne, dont la technique a été adaptée pour autoriser le fibrage conjoint de deux compositions.
Conformément à cette technique de centrifugation interne « conjointe » décrite notamment dans le brevet US-2 998 620, on alimente une assiette de fibrage en continu avec un filet de verre fondu présentant une première composition donnée et avec un filet de verre fondu présentant une seconde composition. Ces compositions sont choisies selon l'invention pour présenter des coefficients α significativement différents. Sous l'effet de la force centrifuge et de la conception adaptée des orifices dont est munie l'assiette, des filaments bi- composants sont éjectés des orifices puis étirés à l'aide d'un brûleur annulaire générant une couronne de gaz chaud sous l'assiette. Les fibres ainsi formées sont ensuite éventuellement imprégnées d'une composition d'encollage, des organes de soufflage annulaires venant ensuite guider les fibres éventuellement encollées sur un tapis convoyeur aspirant dont la vitesse va permettre de régler le grammage du produit final. La nappe ainsi formée est amenée dans une étuve à 200°C munie de bandes sans fin de conformation inférieure et supérieure (ce qui permet de réticuler la résine de la composition d'encollage si on en a utilisé une), et à conformer la nappe à l'épaisseur souhaitée et donc à la densité souhaitée. Les quatre tableaux ci-dessous regroupent des exemples de compositions selon les quatre grandes familles de compositions A à D précédemment explicitées :
D tableau 1 : compositions de type A, exemples 1A à 18A, Ω tableau 2 : compositions de type B, exemples 1 B à 8B, O tableau 3 : compositions de type C, exemples 1 C à 12C, O tableau 4": compositions de type D, exemples 1 D à 13D
Chacun de ces tableaux indique : la composition de chacune des compositions des exemples, ainsi que leurs températures T|0g3 etT,ιq en °C, leurs coefficients de dilatation thermique α en K"1. II faut comprendre Fe203 comme prenant en compte l'ensemble des oxydes de fer de la composition, de manière admise dans ce domaine.
Dans tous ces exemples, les teneurs sont à comprendre en pourcentages pondéraux. Quand la somme de toutes les teneurs de tous les composés est légèrement inférieure à 100%, il faut comprendre que le taux résiduel correspond aux impuretés et/ou composants minoritaires non analysés (par exemple des traces de Fe203, de Ti02, de S03, ...). Si elle est au contraire légèrement supérieure à 100%, la raison provient des tolérances admises sur les analyses dans ce domaine.
TABLEAU 1
n i
Figure imgf000017_0001
TABLEAU 1 - suite
Figure imgf000018_0001
TABLEAU 2
1
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TABLEAU 3
co
I
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TABLEAU 3 - Suite
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TABLEAU 4
Figure imgf000022_0001
TABLEAU 4 - Suite
r
Figure imgf000023_0002
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On combine ensuite les compositions d'un type donné avec des compositions d'un autre type de façon à respecter les conditions de l'invention en termes de teneurs en Na20 et de B203 et de coefficient α Les combinaisons les plus avantageuses sont celles qui associent des compositions de type A avec des compositions de type C (combinaison « A+C »), des combinaisons de type B avec des compositions de type D (combinaisons « B+D »), des compositions de type A avec des compositions de type D (« combinaisons « A+D ») Ce sont en effet les combinaisons qui permettent d'assurer des écarts de coefficient α les plus significatifs combinés avec des différences de T|0g3 les plus minimes On peut ainsi obtenir des fibres ondulées sans être « à la limite » à la fois en termes de différence de dilatation thermique et de compatibilité de fibrage
On peut cependant, en choisissant soigneusement les compositions associer des compositions de type A et B ou des compositions de type C et D
On constate que l'on peut aussi faire des combinaisons avec des compositions appartenant à des familles différentes, mais ayant néanmoins des valeurs de Tiog3 assez voisines
Ainsi "f du tableau 1 , on voit que les compositions selon la famille A peuvent présenter des Tlog3 s'échelonnant entre 880°C et 990°C, du tableau 2, on voit que les compositions selon la famille B peuvent présenter des T,og3 s'échelonnant entre 890°C et 950°C, avec même un exemple a environ 1000°C,
^ du tableau 3, on voit que les compositions selon la famille C peuvent présenter des Tlog3 s'échelonnant entre 900°C et 990°C, et qu'enfin du tableau 4, on voit que les compositions selon la famille D peuvent présenter des valeurs de Tlog3 généralement comprises entre 920°C et 980°C, avec même une valeur d'environ 1000°C pour l'exemple 1 D (Ces gammes de
Tlog3 ne sont données qu'à titre indicatif, et non limitatives a chacune des familles)
Le tableau 5 ci-dessous met en avant les combinaisons les plus avantageuses, en indiquant pour chacune d'entre elles, les valeurs de ΔNa20, ΔB203, I ΔNa20-ΔB203 I en pourcentages pondéraux explicitées au début du présent texte, ainsi que les valeurs de Δ en K 1 correspondant à la différence entre les coefficients α de la composition "à plus haut α" et de la composition "à plus bas α", et les valeurs de Δ Tlog3 en degrés C correspondant à la différence, en valeurs absolues, entre la température T|0g3 de la composition "à plus haut α" et celle de la composition "à plus bas α".
TABLEAU 5
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TABLEAU 5 - (suite)
Figure imgf000027_0001
Bien sûr, ce tableau n'est absolument pas limitatif de toutes les combinaisons possibles. Il exemplifie des combinaisons qui permettent d'obtenir des fibres ondulées, sans rencontrer de difficultés particulières lors du fibrage, et sans que les matières premières nécessaires aux compositions ne grèvent de manière trop importante leur coût de production global. On peut aussi noter que même les compositions à faible coefficient α, qui sont les plus riches en B203 ont des teneurs en B203 qui restent, en poids, inférieures à 20% ; et que même les compositions à plus fort coefficient α, qui sont les plus riches en Na20, ont des teneurs en Na20 qui restent d'au plus 25%. L'invention a donc permis de concilier l'obtention de laine minérale aux propriétés très spécifiques avec des conditions de fabrication acceptables industriellement et économiquement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Fibres minérales « bi-composantes » obtenues par fibrage conjoint de deux compositions minérales différentes, notamment deux compositions de verre à base de Si02, d'oxydes alcalins et d'oxydes alcalino-terreux, caractérisées en ce que :
O a) - les deux compositions minérales ont des coefficients de dilatation thermique α présentant une différence Δα d'au moins 20.10"7 K"1 entre la composition " à plus haut α" et la composition " à plus bas α", D b) - les deux compositions minérales ont une température de viscosité minimale Tlog3 comprise entre 830 et 1010°C,
O c) - les deux compositions minérales présentent un palier de travail défini par la différence entre la température de viscosité minimale et les températures de liquidus d'au moins 30°C, O d) - les deux compositions minérales comprennent chacune en pourcentages pondéraux, en tout moins de 3% des composés suivants : Ti02, ZnO, BaO, Li20, et de préférence moins de 1 % de chacun d'entre eux,
O e) - les deux compositions présentent en pourcentages pondéraux, des différences de teneurs respectives en oxydes de bore B203 et en oxyde de sodium Na20 telles que : (i) Δ B203 > 2%
(ii) Δ Na20 > 2%
2. Fibres minérales selon la revendication 1 , caractérisées en ce que les deux compositions respectent la relation :
(iii) 0 < | Δ Na20 - Δ B203 | < 5.
3. Fibres minérales selon la revendication 1 ou 2, caractérisées en ce qu'au moins une des deux compositions comprend, en pourcental pondéral, au moins 0,5% d'oxyde d'aluminium Al203.
4. Fibres minérales selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce qu'au moins une des deux compositions comprend, en pourcentage pondéral, au plus 5%, notamment au plus 3,5% d'oxyde d'aluminium
Al203.
5. Fibres minérales selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce qu'au moins une des deux compositions comprend, en pourcentage pondéral, de 0 à 3% de P205, notamment de 0,5 à 2% de P205.
6. Fibres minérales selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce qu'au moins une des deux compositions comprend, en pourcentage pondéral, de 0 à 3% de Fe203 exprimé en fer total.
7. Fibres minérales selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce qu'au moins une des deux compositions comprend, en pourcentage pondéral, au plus 8% de K20, et de préférence entre 0 et 4% de K20.
8. Fibres minérales selon l'une des revendications précédentes, caractérisées en ce que l'une des deux compositions minérales, dite « A », a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 1 10 et 140.10"7 K"1, et en ce qu'elle comprend de l'oxyde de sodium, de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral : "→ B203 < 7%, de préférence de 0 à 4%, ^ Na20 > 18%, de préférence de 19 à 25% ^ 18% < Na20 + K20 + B203 < 33%
9. Fibres minérales selon la revendication 8, caractérisées en ce que la composition minérale « A » comprend les composés suivants, en pourcentages pondéraux :
Si02 46 à 62%, de préférence 48 à 60%
Na20 18 à 26%, de préférence 19 à 25%
K20 0 à 8%, de préférence 1 à 4%
B203 0 à 7%, de préférence 0 à 4%
Al203 " 0 à 12%, de préférence 0,5 à 5% CaO 6 à 13%, de préférence 7 à 12%
MgO 0 à 5%, de préférence 0 à 3%
P205 0 à 3%
10. Fibres minérales selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que l'une des deux compositions minérales, dite « B », a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 100 et 109.10"7 K"1, ef en ce qu'elle comprend de l'oxyde de sodium, de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral:
^ B203 > 3%, de préférence de 4 à 10%,
^ Na20 < 22%, de préférence de 15 à 20% ^ 15% < Na20 + K20 + B203 < 28%
1 1 . Fibres minérales selon la revendication 10, caractérisées en ce que la composition minérale « B » comprend les composés suivants, en pourcentages pondéraux :
Si02 56 à 65%, de préférence 58 à 62%
Na20 15 à 22%, de préférence 16 à 20%
K20 0 à 3%, de préférence 1 à 2,5%
B203 3 à 10%, de préférence 4 à 8%
Al203 0 à 8%, de préférence 0,5 à 4%
CaO 6 à 10%, de préférence 7 à 9%
MgO 0 à 5%, de préférence 1 à 4,5%
P205 0 à 3%
12. Fibres minérales selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que l'une des deux compositions minérales, dite « C », a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 76 et 99.10 7 K"1, et en ce qu'elle comprend de l'oxyde de sodium, de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral: ^ B203 > 9%, de préférence de 10 à 16%, «* Na20 < 18%, de préférence de 15 à 18% ^ 22% < Na20 + K20 + B203 < 33%
13. Fibres minérales selon la revendication 12, caractérisées en ce que la composition minérale « C » comprend les composés suivants, en pourcentages pondéraux :
Si02 52 à 64%, de préférence 55 à 63%
Na20 13 à 18%, de préférence 14 à 18%
K20 0 à 2%, de préférence 0 à 1 %
B203 10 à 15%, de préférence 1 1 à 15%
Al203 0 à 4%, de préférence 0,5 à 2,5% CaO 4 à 10%, de préférence 4 à 8%
MgO 1 à 6%, de préférence 3 à 5%
P205 0 à 3%
14. Fibres minérales selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisées en ce que l'une des deux compositions, dite « D », a un coefficient de dilatation thermique α compris entre 60 et 75.10"7 K"1, et en ce qu'elle comprend de l'oxyde de soude, de l'oxyde de bore, et éventuellement de l'oxyde de potassium dans les proportions suivantes, en pourcentage pondéral: "→- Na20 < 13%, notamment entre 8 et 13%, ^ B203 > 13%, notamment entre 14 et 21 % ^ Na20 + K20 + B203 entre 21 et 32%
15. Fibres minérales selon la revendication 14, caractérisées en ce que la composition minérale « D » comprend les composés suivants, en pourcentages pondéraux :
Si02 53 à 62%, de préférence 55 à 60%
Na20 8 à 15%, de préférence 9 à 13%
K20 0 à 3%, de préférence 0 à 1 %
B203 13 à 22%, de préférence 15 à 19%
Al203 0 à 3%, de préférence 0,5 à 2%
CaO 4 à 10%, de préférence 4 à 7%
MgO 1 à 9%, de préférence 3 à 8%
P2Os 0 à 3%
16. Fibres minérales selon les revendications 8 ou 9 et 12 ou 13, caractérisées en ce qu'elles associent une composition de type « A » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type «C » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence : (i) Δ B203 > 3%, notamment > 7%
(ii) Δ Na20 > 4%, notamment > 5%
17. Fibres minérales selon les revendications 10 ou 1 1 et 14 ou 15, caractérisées en ce qu'elles associent une composition de type « B » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type. « D » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence : (i) Δ B203 > 3%, notamment > 7% (ii) Δ Na20 > 2%, notamment > 6%
18. Fibres minérales selon les revendications 8 ou 9 et 14 ou 15, caractérisées en ce qu'elles associent une composition de type « A » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type « D » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence : (i) Δ B203 > 5%, notamment > 9%
(ii) Δ Na20 > 5%, notamment > 8%
19. Fibres minérales selon les revendications 12 ou 13 et 14 ou 15, caractérisées en ce qu'elles associent une composition de type « C » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type « D » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence : (i) Δ B203 > 3%, notamment > 6%
(ii) Δ Na20 > 3%, notamment > 6%
20. Fibres minérales selon les revendications 8 ou 9 et 10 ou 11 , caractérisées en ce qu'elles associent une composition de type « A » en tant que composition "à plus haut α" à une composition de type « B » en tant que composition "à plus bas α", avec de préférence : (i) Δ B203 > 2%, notamment > 3%
(ii) Δ Na20 > 4%, notamment > 5% 21. Application des fibres selon l'une des revendications précédentes à la
• fabrication de matériau d'isolation thermique et/ou acoustique ou de substrats de culture hors-sol.
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