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DE4417230A1 - Biologically degradable mineral fibre compsn. - Google Patents

Biologically degradable mineral fibre compsn.

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Publication number
DE4417230A1
DE4417230A1 DE4417230A DE4417230A DE4417230A1 DE 4417230 A1 DE4417230 A1 DE 4417230A1 DE 4417230 A DE4417230 A DE 4417230A DE 4417230 A DE4417230 A DE 4417230A DE 4417230 A1 DE4417230 A1 DE 4417230A1
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DE
Germany
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na2o
mineral
mineral fiber
fe2o3
weight percent
Prior art date
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Withdrawn
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DE4417230A
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German (de)
Inventor
Peter Lohe
Wolfgang Dr Holstein
Wolfgang Schwab
Stephane Maugendre
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Saint Gobain Isover G+H AG
Original Assignee
Gruenzweig und Hartmann AG
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Publication date
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Abstract

Mineral fibre compsn. comprises (in wt.%): 40-67 SiO2, 20-45 CaO, 0-12 MgO, 0-10 Na2O, 0-15 B2O3, 1-15 Na2O+B2O3, 0-5 P2O5, 0-2 Al2O3, and 0-5 TiO2, Fe2O3, BaO, MnO and K2O.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mineralfaserzu­ sammensetzung, die biologisch abbaubar ist.The invention relates to a mineral fiber composition that is biodegradable.

Es sind im Stande der Technik einige Mineralfaser­ zusammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.There are some mineral fiber in the art described compositions of which specified is that they are biodegradable.

Die biologische Abbaubarkeit von Mineralfaser­ zusammensetzungen ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß Mineralfasern mit sehr kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 µm im Verdacht stehen, kanzero­ gen zu sein, biologisch abbaubare Mineralfasern solcher Dimensionen aber keine Kanzerogenität zeigen. The biodegradability of mineral fiber compositions is of great importance in this respect, because various investigations indicate that mineral fibers with very small diameters in the Range of less than 3 microns are suspected, kanzero to be, biodegradable mineral fibers but show no carcinogenicity of such dimensions.  

Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Mineralfasern bzw. der daraus hergestellten Produkte, sowie die Verarbeitbarkeit der Mineralfaserzusammen­ setzung von ausschlaggebender Bedeutung. Mineralfa­ sern werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämm­ zwecken eingesetzt. Insbesondere für die Verwendung im Industriesektor ist eine ausreichende Temperatur­ beständigkeit der Mineralfasern notwendig.In addition to biodegradability, however, are also the mechanical and thermal properties of the Mineral fibers or the products made from them, and the processability of the mineral fiber together of crucial importance. Miner Alfa For example, they are widely used as insulation used. Especially for use in the industrial sector is a sufficient temperature Resistance of mineral fibers necessary.

Ferner muß die Mineralfaserzusammensetzung eine Verarbeitbarkeit nach bekannten Verfahren zur Her­ stellung von Mineralfasern mit kleinem Durchmesser, wie beispielsweise dem Düsenblasverfahren, ermög­ lichen.Furthermore, the mineral fiber composition must have a Processability by known methods for Her position of small diameter mineral fibers, such as the nozzle blowing method, made possible union.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Mineralfaserzusammensetzung, die sich durch biolo­ gische Abbaubarkeit auszeichnet, die gute Temperatur­ beständigkeit aufweist und sich gut verarbeiten läßt.The object of the invention is the creation of a new Mineral fiber composition characterized by biolo gable degradability, the good temperature has durability and is easy to process.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Mineralfaserzusammensetzung gelöst werden kann, die im wesentlichen aus Silicium­ dioxid und Erdalkalioxiden besteht, und die ferner Boroxid enthält.The invention is based on the finding that this task through a mineral fiber composition can be solved, which consists essentially of silicon dioxide and alkaline earth oxides, and the others Boron oxide contains.

Es hat sich gezeigt, daß solche Mineralfaserzusam­ mensetzungen die Kombination der notwendigen Eigen­ schaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Tempe­ raturbeständigkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllen. It has been shown that such Mineralfaserzusam Compositions the combination of the necessary own biodegradability, Tempe dimensional stability and good processability fulfill.  

Gegenstand der Erfindung ist eine Mineralfaserzusam­ mensetzung, die biologisch abbaubar ist, die ge­ kennzeichnet ist durch folgende Bestandteile in Ge­ wichtsprozent:The invention is a Mineralfaserzusam composition that is biodegradable, the ge is characterized by the following constituents in Ge weight percent:

SiO₂|40 bis 67SiO₂ | 40 to 67 CaOCaO 20 bis 4520 to 45 MgOMgO 0 bis 120 to 12 Na₂ONa₂O 0 bis 100 to 10 B₂O₃B₂O₃ 0 bis 150 to 15 Na₂O + B₂O₃Na₂O + B₂O₃ 1 bis 151 to 15 P₂O₅P₂O₅ 0 bis 50 to 5 Al₂O₃Al₂O₃ 0 bis 20 to 2 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂OTiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂O 0 bis 5.0 to 5.

Die erfindungsgemäßen Mineralfaserzusammensetzungen sind nach dem Düsenblasverfahren verziehbar. Die erhaltenen Fasern haben gute Temperaturbeständigkeit. Überraschenderweise zeigen die Mineralfaserzusammen­ setzungen biologische Abbaubarkeit.The mineral fiber compositions according to the invention are malleable after the nozzle blowing process. The obtained fibers have good temperature resistance. Surprisingly, the mineral fiber together Biodegradability.

Der Zusatz von Boroxid bewirkt eine Schmelzpunkter­ niedrigung und die Ausbildung von Mikrokristallen, die eine bessere Handhabbarkeit bewirken.The addition of boron oxide causes a melting point low and the formation of microcrystals, which cause better handling.

Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Mineral­ faserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:Preferably, the mineral of the invention fiber compositions have the following ingredients Weight percent on:

SiO₂|45 bis 60SiO₂ | 45 to 60 CaOCaO 25 bis 4525 to 45 MgOMgO 5 bis 105 to 10 Na₂ONa₂O 0 bis 50 to 5 B₂O₃B₂O₃ 1 bis 151 to 15 Na₂O + B₂O₃Na₂O + B₂O₃ 3 bis 103 to 10 P₂O₅P₂O₅ 0 bis 10 to 1 Al₂O₃Al₂O₃ weniger als 1less than 1 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂OTiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂O 0 bis 30 to 3 Fe₂O₃Fe₂O₃ weniger als 1.less than 1.

Ein Gehalt von Siliciumoxid im Bereich von 53 bis 58 Gewichtsprozent ist besonders bevorzugt.A content of silicon oxide in the range of 53 to 58 Weight percent is particularly preferred.

Bezüglich des Boroxids wird ein Bereich von 3 bis 8 Gewichtsprozent besonders bevorzugt, insbesondere sind 4 bis 6 Prozent vorteilhaft.With respect to the boron oxide, a range of 3 to 8 Weight percent particularly preferred, in particular 4 to 6 percent are advantageous.

Zur Beurteilung der biologischen Abbaubarkeit wurde die Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesell­ schaft herangezogen. Dies ist eine einfach durch­ führbare Methode und gibt ein hinreichendes Maß für die biologische Abbaubarkeit. Die Methode ist beschrieben in L. Springer, "Laboratoriumsbuch für die Glasindustrie", 3. Aufl. 1950, Halle/S: W. Knapp Verlag.To assess the biodegradability was the standard semolina sample of the Deutsche Glasgesell used. This is an easy through feasible method and gives a sufficient degree for biodegradability. The method is described in L. Springer, "Laboratory book for the glass industry ", 3rd ed. 1950, Halle / S: W. Knapp Publishing company.

Das Temperaturverhalten der Mineralfasern wurde mit der Schwedischen Methode ermittelt. Bei dieser Methode wird ein Silitrohrofen mit liegendem, beidseitig offenem Arbeitsrohr mit einer Länge von 350 mm und einem Innendurchmesser von 27 mm verwendet. Im Ofenzentrum ist ein keramisches Auflageplättchen mit 30 × 20 × 3 mm zum Aufstellen des Prüfkörpers. Der Prüfkörper hat Abmessungen von 12 × 12 × 12 mm oder 12 mm ⌀ × 12 mm Höhe. Die Roh­ dichte beträgt im Normalfall 100 kg/m³. Die Tempe­ ratursteigerung beträgt 5 K/min. Die Ermittlung der Prüfkörperhöhenänderung erfolgt laufend mit einer Ableseoptik.The temperature behavior of the mineral fibers was with the Swedish method. At this Method is a Silitrohrofen with lying, Both sides open working tube with a length of 350 mm and an inner diameter of 27 mm used. In the kiln center is a ceramic  Platen with 30 × 20 × 3 mm to set up of the test piece. The test specimen has dimensions of 12 × 12 × 12 mm or 12 mm × 12 mm height. The raw density is normally 100 kg / m³. The Tempe increase in temperature is 5 K / min. The determination of Specimen height change is carried out continuously with a Reading optic.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.The invention will be described below by way of examples described in more detail.

Beispiel 1example 1

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammen­ setzung in Gewichtsprozent produziert:It was a mineral wool with the following together produced in percent by weight:

SiO₂SiO₂ 5050 Al₂O₃Al₂O₃ 0,80.8 Fe₂O₃Fe₂O₃ 0,30.3 CaOCaO 41,141.1 MgOMgO 0,60.6 Na₂ONa₂O 0,40.4 K₂OK₂O 0,10.1 B₂O₃B₂O₃ 5,2.5.2.

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsenblas­ verfahren bei einer Verziehtemperatur von 1360°C zu Mineralfasern mit einem mittleren Durchmesser von 1,7 µm gut verarbeitet werden. This composition could after the jet proceed at a distortion temperature of 1360 ° C. Mineral fibers with a mean diameter of 1.7 microns are well processed.  

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 35 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit.An examination according to the standard semolina test of the German glass company gave a value of 35 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 740°C, was aus dem zugehörigen in der einzigen Zeichnung beispielhaft dargestellten Schaubild deutlich zu erkennen ist.The determination of the temperature behavior according to the Swedish method yielded a temperature resistant at 5% height reduction of 740 ° C, resulting from the associated in the single drawing by way of example clearly shown diagram can be seen.

Beispiel 2Example 2

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammen­ setzung in Gewichtsprozent produziert:It was a mineral wool with the following together produced in percent by weight:

SiO₂SiO₂ 56,556.5 Al₂O₃Al₂O₃ 0,30.3 Fe₂O₃Fe₂O₃ 0,30.3 CaOCaO 29,129.1 MgOMgO 7,87.8 Na₂ONa₂O 0,50.5 B₂O₃B₂O₃ 5,0.5.0.

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsenblas­ verfahren bei einer Verziehtemperatur von 1350°C zu Mineralfasern mit einem mittleren Durchmesser von 1,8 µm gut verarbeitet werden. This composition could after the jet proceed at a distortion temperature of 1350 ° C. Mineral fibers with a mean diameter of 1.8 μm are processed well.  

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 39 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit.An examination according to the standard semolina test of the German glass company gave a value of 39 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 720°C.The determination of the temperature behavior according to the Swedish method yielded a temperature resistant at 5% height reduction of 720 ° C.

Beispiel 3Example 3

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammen­ setzung in Gewichtsprozent produziert:It was a mineral wool with the following together produced in percent by weight:

SiO₂SiO₂ 5656 Al₂O₃Al₂O₃ 1,01.0 CaOCaO 3030 MgOMgO 88th Na₂ONa₂O 5.5th

Diese Zusammensetzung konnte ebenfalls nach dem Düsenblasverfahren bei einer Verziehtemperatur von 1340°C zu Mineralfasern mit einem mittleren Durchmesser von 1,9 µm gut verarbeitet werden.This composition could also after the Nozzle blowing method at a drawing temperature of 1340 ° C to mineral fibers with a middle Diameter of 1.9 microns are well processed.

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 33 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit. An examination according to the standard semolina test of the German glass company gave a value of 33 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.  

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 700°C.The determination of the temperature behavior according to the Swedish method yielded a temperature resistant at 5% height reduction of 700 ° C.

Dieses Beispiel zeigt, daß auch Zusammensetzungen, die kein Boroxid, jedoch einen gewissen Anteil an Natriumoxid enthalten, ebenfalls zu guten Ergebnissen führen.This example shows that also compositions, the no boron oxide, but a certain proportion of Sodium oxide also good results to lead.

Beispiel 4Example 4

Es wurde eine Mineralwolle mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent produziert:It was a mineral wool with the following Composition produced in weight percent:

SiO₂SiO₂ 5555 Al₂O₃Al₂O₃ 1,01.0 CaOCaO 3030 MgOMgO 8,08.0 Na₂ONa₂O 5,05.0 P₂O₅P₂O₅ 1,01.0

Diese Zusammensetzung konnte nach dem Düsen­ blasverfahren bei einer Verziehtemperatur von 1340°C zu Mineralfasern mit einem mittleren Durchmesser von 2 µm gut verarbeitet werden.This composition could after the nozzles Blowing process at a distortion temperature of 1340 ° C. to mineral fibers with a mean diameter of 2 microns are well processed.

Eine Untersuchung gemäß der Standardgrießprobe der Deutschen Glasgesellschaft ergab einen Wert von 37 mg/kg und somit einen Wert für hohe biologische Abbaubarkeit. An examination according to the standard semolina test of the German glass company gave a value of 37 mg / kg and thus a value for high biological Degradability.  

Die Ermittlung des Temperaturverhaltens gemäß der Schwedischen Methode ergab eine Temperaturbeständig­ keit bei 5% Höhenminderung von 700°C.The determination of the temperature behavior according to the Swedish method yielded a temperature resistant at 5% height reduction of 700 ° C.

Dieses Beispiel zeigt abermals, daß auch Zusammen­ setzungen, die kein Boroxid, jedoch einen gewissen Anteil an Natriumoxid enthalten, ebenfalls zu guten Ergebnissen führen.This example shows again that also together no boron oxide, but a certain Contain sodium oxide, also to good Results.

Claims (4)

1. Mineralfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent: SiO₂|40 bis 67 CaO 20 bis 45 MgO 0 bis 12 Na₂O 0 bis 10 B₂O₃ 0 bis 15 Na₂O + B₂O₃ 1 bis 15 P₂O₅ 0 bis 5 Al₂O₃ 0 bis 2 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂O 0 bis 5.
A mineral fiber composition which is biodegradable, characterized by the following components in weight percent: SiO₂ | 40 to 67 CaO 20 to 45 MgO 0 to 12 Na₂O 0 to 10 B₂O₃ 0 to 15 Na₂O + B₂O₃ 1 to 15 P₂O₅ 0 to 5 Al₂O₃ 0 to 2 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂O 0 to 5.
2. Mineralfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch folgende Bestandteile in Gewichts­ prozent: SiO₂|45 bis 60 CaO 25 bis 45 MgO 5 bis 10 Na₂O 0 bis 5 B₂O₃ 1 bis 15 Na₂O + B₂O₃ 3 bis 10 P₂O₅ 0 bis 1 Al₂O₃ weniger als 1 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂O 0 bis 3 Fe₂O₃ weniger als 1.
2. mineral fiber composition according to claim 1, characterized marked by the following components in weight percent: SiO₂ | 45 to 60 CaO 25 to 45 MgO 5 to 10 Na₂O 0 to 5 B₂O₃ 1 to 15 Na₂O + B₂O₃ 3 to 10 P₂O₅ 0 to 1 Al₂O₃ less than 1 TiO₂, Fe₂O₃, BaO, MnO, K₂O 0 to 3 Fe₂O₃ less than 1.
3. Mineralfaserzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Silicium­ dioxid 53 bis 58 Gewichtsprozent beträgt.3. mineral fiber composition according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of silicon dioxide is 53 to 58 percent by weight. 4. Mineralfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Boroxid 3 bis 8 Gewichtsprozent, insbesondere 4 bis 6 Gewichtsprozent, beträgt.4. mineral fiber composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the proportion of Boron oxide 3 to 8 weight percent, especially 4 to 6 Weight percent, is.
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