Kompozícia pre minerálne vlákna

Číslo patentu: 282148

Dátum: 24.09.2001

Autori: Holstein Wolfgang, Steinkopf Bernd, Katzschmann Axel, Lohe Peter

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Kompozícia minerálnych vlákien, rozložiteľná vo fyziologickom prostredí, obsahuje nasledujúce zložky v hmotnostných percentách: SiO2 30 až menej ako 51 % hmotn., Al2O3 viac ako 11,5, hlavne viac ako 13 a až 25 % hmotn., CaO 2 až menej ako 23 % hmotn., Na2O + K2O viac ako 10 až 19 % hmotn., TiO2 + Fe2O3 6 až 18 % hmotn., a výhodne do 15 % hmotn. MgO.

Text

Pozerať všetko

Dátum podania prihlášky 6. 2. 1997 Dátum nadobudnutiaVestník ÚPV SR č. 11/2001Číslo prioritnej prihlášky 196 04 238.0 Dátum podania prioritnej prihlášky 6. 2. 1996 Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 6. 5. 1998 Vestník UPV SR č. 05/1998Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT PCT/EP 97/00545Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT W 097/29057PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKY(54) Názov Kompozleia minerálnych vlákien(57) Anotácia Kompozlcia minerálnych vlákien, rozložíteľná vo fyziologíckom prostredí, obsahuje nasledujúce zložky v hmotnostných percentách SiO 30 až menej ako 51 hmotn., M 203 viac ako 11,5, hlavne viac ako 13 a až 25 hmotn., CaO 2 až menej ako 23 hmotn., NazO K 20 viac ako 10 až 19 hmotn., TiO R 20 6 až 18 hmotn., a výhodne do 15 hmotu. MgO.Vynález sa týka kompozicie minerálnych vlákien, ktorá je vysoko rozložiteľná vo fyzíologickom prostredí.V stave techniky je opisaných niekoľko kompozícii minerálnych vlákien, o ktorých sa udáva, že sú rozložiteľné vo fyzíologickom prostredi.Fyziologický rozklad minerálnych vláken má veľký význam, pretože množstvo skúmani ukazuje, že pri určitých minerálnych vláknach, majúcich veľmi malé priemery v rozsahu menšom ako 3 m, existuje podozrenie, že sú karcinogénne, zatial čo minerálne vlákna takýchto rozmerov, ktoré sú fyziologicky dobre rozložiteľnć, nemajú žiadne karcinogénnc vlastnosti.Kompozicie minerálnych vlákien však musia mať aj dobré spracovávacie vlastnosti pri použití známych spôsobov na výrobu minerálnej vlny smalými priemermi vlákien, predovšetkým pneumatického ťahania. To znamená najmenej dostatočný spracovávacl rozsah, napriklad 80 °C,a vhodnú viskozitu roztaveného materiálu.Rozhodujúci význam tiež majú mechanické a tepelné vlastnosti minerálnych vlákien a zodpovedajúeich výrobkov z nich vyrábaných. Minerálne vlákna sa napríklad používajú vo veľkom rozsahu na izolačné účely. Hlavne pri použití v priemyselnom sektore a na výrobky na požiamu ochranu musia minerálne vlákna mať dostatočnú tepelnú stabilitu.Vynález si kladie za úlohu vytvoriť novú kompoziciu minerálnych vlákien, ktorá by sa vyznačovala vysokou mierou fyziologickej rozložiteľnosti, vysokou tepelnou stabilitou, dobrými spracovávacími vlastnosťami a dala by sa pritom vyrábať a spracovávať ekonomicky.Vynález je založený na poznaní, že sa uvedený cieľ môže dosiahnuť konkrétnymi kompozíciami minerálnych vlákien, zhotovenými zoxidu kremičitého a oxidov alkalických zemln, a ďalej majúcimi relatívne vysoký obsah oxidu sodného a/alebo draselného a podstatný obsah oxidu hlinitého, ako i oxidu titánu a/alebo oxidu železa.Zistilo sa, že takéto kompozlcíe minerálnych vlákien uspokojujú kombináciu požadovaných vlastnosti, lebo sa vyznačujú vysokou fyziologickou rozložiteľnosťou, dostatočnou tepelnou stabilitou na účely izolácie v priemyselnom sektore a dobrými spracovávacimi vlastnosťami pri výrobe vlastnej minerálnej vlny i výrobkov znej. To tiež zahmuje podmienku, že homá teplota devitriñkácie roztaveného materiálu je výhodne nižšia ako 1300 °C. Stredný priemer vláken je 4 až 5 m alebo menej.Vynález prináša kompoziciu minerálnych vlákien, ktorá má vysokú mieru rozložiteľnosti vo fyzíologickom prostredí a vyznačuje sa nasledujúcim obsahom zložiek v hmot nostných percentáchoxid kremičitý S 10 30 až menej ako 51 hmotn. oxid hlinitý A 120 viac ako 11,5, hlavne viacoxid vápenatý CaO 2 až menej ako 23 hmom. NaZO (20 viac ako 10 až 19 hmotn. T 102 Fez 03 6 až 18 hmotn.To, čo je označené ako Fe 2 O 3, znamená v tejto súvislosti obsah oxidu železitého Fc 203 a oxidu železnatého FeO(vyjadrený ako oxid železitý F e 103).Vo výhodných uskutočneniach vynálezu je obsah oxidu hlinitého A 120, okolo 14,2 hmotn. , 14,5 hmotn. alebo 17,1 hmotn. ako udaných hodnôt koncentrácie alebo tieto hodnoty predstavujú minimálne hodnoty koncentračného rozmedzia siahajúceho až do 25 hmotn. .Koncentrácie Na 20 KZO sú výhodne 10,4 hmotn. alebo 12 hmotn. ako udané hodnoty koncentrácie, alebo tieto hodnoty predstavujú minimálne hodnoty koncentračného rozmedzia siahajúceho až do 19 .Podľa ďalšieho znaku vynálezu kompozlcia ďalej obsahuje až 15 hmotn. oxidu horečnatého MgO.Kompozicie minerálnych vlákien podľa vynálezu môžu byť predovšetkým dobre stenčovane pneumatickým ťahanlm, čo znamená, že minerálna vlna má dobrú jemnosť a malý obsah granálií.Takéto minerálne vlákna dosahujú vysokú tepelnú stabilitu a môžu sa tiež používať na protipožiarne konštmkcie s triedou odolnosti najmenej 90 minút, s odolnosťou zistenou skúškou v tzv. pecí s malým plameňom podľa DIN 4102, časť 17. Medzné teploty použitia, určené podľa ACQ 132 pre priemyselný sektor, sú ďalej vyššie ako 600 °C.I keď relatívne vysoký podiel oxidu sodnćho a/alebo draselného má za následok nízku teplom topenia, a tým i lepšie spracovávacie vlastnosti pri taviacich a zvlákňovacích postupoch, vlna má napriek tomu veľmi vysokú tepelnú stabilitu.Na získanie uvedených vlastností je výhodné, aby obsah alkalických oxidov a oxidu hlinitého mal molámy pomer(N 320 iĺ A 120 l ľ 1 výhodne molárny pomer 1 1.Tento molárny pomer zhruba zodpovedá hmotnostnému pomeru obsahu alkalických oxidov koxidu hlinitému S 0,7 l.Kompozície minerálnych vlákien podľa vynálezu môžu byť výhodne tavené V taviacich vaňových peciach vykurovaných fosilnymi palivarni, hlavne zemným plynom, pri teplotách tavenia 1350 C až 1450 °C. Takéto taviace vaňové pece sa hodia na získavanie homogćnnej taveniny,ktorá je základnou podmienkou stálej kvality výrobku. Rovnomemosť roztavenej sklenenej taveniny tiež uľahčuje reprodukovateľnosť zvlákňovacieho procesu, a tým i tepelných a mechanických vlastnosti výrobku. Chemické zloženie takto získanej minerálnej vlny okrem toho vedie zodpovedajúcim spôsobom k vysokej miere fyziologickej rozložiteľnosti.Najmä pridávanie oxidu hlinitého, oxidu titánu a oxidu železa zvyšuje tepelnú stabilitu minerálnej vlny.Výhodne majú kompozície minerálnych vlákien podľa vynálezu nasledujúci obsah zložiek vhmotnostných percentáchoxid kremičitý SÍO 30 až menej ako 47 oxid hlinitý A 110 viac ako 11,5, hlavneviac ako 13 a až 24 oxid vápenatý CaO 4 až menej ako 20 NaZO (20 viac ako 10 a až 18 i T 3203 7 ažPredovšetkým majú prednostné kompozicie minerálnych vlákien podľa vynálezu nasledujúci obsah zložiek v hmotnostných percentách oxid kremičitý SiO 2 35 až 45 oxid hlinitý A 120, viac ako 12 a až 20 oxid vápenatý CaO 8 až 17,5oxid horečnatý MgO 2 až 10 Na 2 O-l-K 2 O viac ako 10 aaž 16 Ti 02 Fe 2 O 2 7 až 15Obsah hliníka v kompozícii je výhodne od 13 do 20 hmotu. .Fyziologická rozložiteľnosť minerálnych vlákien bola určovaná na zvieratách, t. j. pomocou experimentov in vivo, tzv. intratracheálnou skúškou. Na tento účel boli skúšané vlákna vstreknuté priedušnicou do prieduškovej sústavy pľúc skúšobných zvierat (krýs) pomocou jednej alebo viacerých injekcil. V tele laýs, rovnako ako v ľudskom tele, sa častice vniknutć do pľúc fyziologicky rozkladajú rôznymi obrannými mechanizmami, napríklad makrofágmi alebo chemickým napadnutím pľúcnou tekutinou. V určitých časových intervaloch boli zvieratá zabíjane, spravidla 35 zvierat, a určoval sa počet vlákien v pľúcach, t. j. nerozložených vlákien.Tieto údaje slúžia na určenie, ako rýchlo sa vlákna v pľúcach rozložili. Na základe priebehu v čase a pri použití osvedčených matematických metód sa určí polčas roädadu vláken, t. j. čas, po ktorého uplynutí sa rozložilo 50 vlákien vpľúcach. Nižší polčas zodpovedá vyššej miere fyziologickej rozložiteľnosti vláken. Tzv. Bayerovo vlákno B-01 má stredný polčas rozkladu pri intratracheálnej skúške 32 dni.Analogicky ako toto minerálne vlákno B-01 boli skúšané rovnako iné minerálne vlákna, ktoré malí polčas rozkladu menší ako 50 dnl a boli zatriedenć ako nekarcinogćnne.Fyziologická rozložiteľnosť minerálnych vlákien podľa vynálezu dosiahla hodnoty, ktoré boli zreteľne nižšie ako 50 dnl a mali hlavne polčas rozpadu kratší ako 40 dní. Tieto hodnoty vylučujú karcinogénny účinok.Teplotné správanie minerálnych vlákien bolo určené vpeci s malým plameňom podľa DIN 4102, časť 17, určovanie medznej teploty použitia.Vynález bude teraz podrobnejšie opísaný na základe prlkladových vyhotovení.Príklad l Bola vyrobená minerálna vlna, majúca nasledujúce zlo ženie v percentách hmotnosti oxid kremičitý Si 02 41,3 oxid hlinitý A 120, 18,4 oxid vápenatý CaO 15,0 oxid horečnatý MgO 7,6 oxid sodný Na 2 O 9,5 oxid draselný K 2 O 1,3 oxid titaničitý Ti 02 1,1 oxid železítý Fe 2 O 2 5,6Pri použití pneumatického ťahanía a stenčovania medzi 1300 a 1400 °C mohla byť táto kompozícia ľahko spracovávaná na minerálne vlákna, majúce stredný priemer 4,5 mVlna splnila podmienky na skúšku teploty topenia pri 1000 °C.Bola vyrobená minerálna vlna, majúca nasledujúce zloženie v percentách hmotnosti oxid kremičitý Si 02 39,3 oxid hlinitý A 120, 18,3 oxid vápenatý CaO 18,4oxid horečnatý MgO 6,6 oxid sodný Na 2 O 4,5 oxid draselný K 2 O 6,2 oxid titaničitý Ti 02 0,4 oxid železitý Fe 2 O 2 6,1Pri použití vyťahovania fúkaním a stenčovania medzi1300 a 1400 °C sa mohla táto kompozícia ľahko spracovávať na minerálne vlákna, majúce stredný priemer 4,5 až 5 m.Príklad 3 Bola vyrobená minerálna vlna, majúca nasledujúce zlo ženie v percentách hmotnosti oxid kremičitý Si 02 44,0 oxid hlinitý A 120, 18,5 oxid vápenatý CaO 13,0 oxid horečnatý MgO 5,2 oxid sodný N 2120 6,6 oxid draselný K 2 O 5,9 oxid titaničitý Ti 02 0,4 oxid železitý Fe 202 6,2Pri použití pneumatického ťahania a stenčovania medzi 1300 a 1400 °C sa mohla táto kompozícia ľahko spracovávať na minerálne vlákna, majúce stredný priemer 5,5 m.Vlna splnila podmienky na skúšku teploty topenia pri 1000 °C.Príklad 4 Bola vyrobená minerálna vlna, majúca nasledujúce zloženie v percentách hmotnosti oxid kremičitý Si 02 37,4 oxid hlinitý A 120 22,2 oxid vápenatý CaO 17,2 oxid horečnatý MgO 5,7 oxid sodný Na 2 O 4,5 oxid draselný (20 6,2 oxid titaničitý Ti 02 0,5 oxid železitý Fe 202 6,1 Príklad 5 Bola vyrobená mínerálna vlna, majúca nasledujúce zlo ženie v percentách hmotnosti oxid kremičitý Si 02 43,9 oxid hlinitý A 120 15,2 oxid vápenatý CaO 17,4 oxid horečnatý MgO 6,6 oxid sodný Na 20 4,5 oxid draselný K 20 6,2 oxid titaničitý Ti 02 0,2 oxid železitý Fe 2 O 2 6,0 Príklad 6Bola vyrobená minerálna vlna, majúca nasledujúce zloženie v percentách hmotnosti oxid kremičitý Si 02 42,6oxid hlinitý Al 202 17,9 oxid vápenatý CaO 15 ,O oxid horečnatý MgO 7,3 oxid sodný Na 20 4,4 oxid draselný K 20 6,1 oxid titaničitý Ti 02 0,4 oxid železitý Fe 2 O 2 6,3l. Kompozicia minerálnych vlákien, ktorá je rozložiteľná vo fyzíologickom prostredi, v y z n a č u j ú c a s a t ý m , že obsahuje nasledujúce zložky v hmotnost ných percentáchoxid kremičitý SiO 30 až menej ako 51 hmotn.,oxid hlínítý A 110, viac ako 11,5, výhodne viacako 13 a až 25 hmotn., oxid vápenatý CaO 2 až menej ako 23 hmotn.,N 2110 KZO viac ako 10 až 19 hmotn.,TÍOZ FezO 3 6 až 18 hmotn.2. Kompozícia minerálnych vlákien podľa nároku 1,vyznačujú sa tým, že ďalej obsahujeaž 15 hmom. oxidu horečnatého MgO.3. Kompozícia minerálnych vlákien podľa nároku 1 alebozvyznačujúca sa tým, žeobsahuje nasledujúce zložky v hmomostných percentách oxid kremičitý SÍO 30 až menej ako 47 hmotn., oxid hlínítý A 120, viac ako 11,5, výhodne viac ako 13 a až 24 hmotn., oxid vápenatý CaO 4 až 20 lunotrl., N 2120 KZO viac ako 10 a až 18 hmotn., TiOZFeZO 3 7 ažl 6 hmom.4. Kompozícia minerálnych vlákien podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúea sa tý m , že obsahuje nasledujúce zložky vhmotnostnýchoxid kremičitý SiO 35 až 45 hmotn., oxid hlínítý A 120, viac ako 14, až 20 hmotn.,oxid vápenatý CaO 8 až 17,5 hmotn., oxid horečnatý MgO 2 až 10 hmotn., N 2120 KZO viac ako 10, až 16 hmotn.,TiOI Fe 2 O 3 7 až 15 hmotn.

MPK / Značky

MPK: C03C 13/06

Značky: minerálně, vlákna, kompozícia

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-282148-kompozicia-pre-mineralne-vlakna.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Kompozícia pre minerálne vlákna</a>

Podobne patenty