DE29521626U1

DE29521626U1 - Glasfaserzusammensetzungen

Info

Publication number: DE29521626U1
Application number: DE29521626U
Authority: DE
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1994-05-28
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2005-05-25
Also published as: DE69500554D1; CA2167826A1; CZ40496A3; EP0711257B1; BR9506232A; MX9600324A; CN1128984A; FI960378A0; AU682271B2; ATE156786T1; AU2670795A; NO960337L; DE69500554T2; WO1995032926A1; FI960378L; FI960378A7; EP0711257A1; NO960337D0; HU9600036D0; SK11996A3

Description

Glasfaserzusammensetzlingen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist.

Es sind im Stand der Technik einige Glasfaserzusammensetzungen beschrieben, von denen angegeben wird, daß sie biologisch abbaubar sind.

Die biologische Abbaubarkeit von Glasfaserzusammensetzungen ist insofern von großer Bedeutung, weil verschiedene Untersuchungen darauf hinweisen, daß einige Glasfasern mit sehr kleinen Durchmessern im Bereich von kleiner 3 /xm kanzerogen sein könnten, biologisch abbaubare Glasfasern solcher Dimensionen aber keine Kanzerogenität zeigen.

Neben der biologischen Abbaubarkeit sind jedoch auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Glasfasern bzw. der daraus hergestellten Produkte, die Beständigkeit der Glasfasern sowie die Verarbeitbarkeit der Glasfaserzusammensetzung von ausschlaggebender Bedeutung. Glasfasern werden beispielsweise in großem Umfang zu Dämmzwecken eingesetzt. Für diese Zwecke ist eine ausreichende Feuchtigkeitsbeständigkeit erforderlich.

Ferner muß die Glasfaserzusammensetzung eine Verarbeitbarkeit nach bekannten' Verfahren zur Herstellung von Glasfasern mit kleinem Durchmesser,

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wie beispielsweise der Zentrifugaltechnik, insbesondere der Innenzentrifugaltechnik, ermöglichen (diese Technik ist beispielsweise in der US-PS 4 203 745 beschrieben).

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen Glasfaserzusammensetzung, die sich durch biologische Abbaubarkeit auszeichnet, eine gute Stabilität bzw. Resistenz gegen Feuchtigkeit aufweist und sich gut verarbeiten läßt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Glasfaserzusammensetzung gelöst werden kann, die im wesentlichen erhebliche Mengen an Erdalkalioxid, Alkalioxid und Boroxid aufweist und die ferner Bariomxid enthält.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Glasfaserzusammensetzung die Kombination der notwendigen Eigenschaften, nämlich biologische Abbaubarkeit, Resistenz gegen Feuchtigkeit sowie gute Verarbeitbarkeit erfüllt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist, die gekennzeichnet ist durch folgende Bestandteile in Gewichtsprozent:

SiO₂ 45 bis 60

Ai₂O₃ weniger als 2

CaO + MgO 10 bis 16

Na₂O + K₂O 14 bis 20

B₂O₃ 7 bis 18

P₂O₅ O bis 4

BaO 1 bis 5

Ti, Zr, Zn, Sr, Fe, Mn-Oxide O bis 1,5
diverse bis 0,5

Die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen sind mit der Zentrifugaltechnik verarbeitbar. Die erhaltenen Fasern haben gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit. Überraschenderweise zeigen die Glasfaserzusammensetzungen biologische Abbaubarkeit. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt vorzugsweise weniger als 10 &mgr;&igr;&eegr; und liegt insbesondere zwischen 2,5 und 5 &mgr;&igr;&agr;.

Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf: SiO₂ 53 bis 60

Al₂O₃ O bis 1,5

CaO + MgO 10 bis 13

Na₂O+K₂O 14 bis 18

B₂O₃ 8 bis 14

P₂O₅ O bis 2,0

BaO 1,5 bis 3

Ti, Zr, Zn, Sr, Fe, Mn-Oxide O bis 1,5 Diverse bis 0,5

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzungen folgende Bestandteile in Gewichtsprozent auf:

SiO₂ 46 bis 55

Al₂O₃ weniger als

CaO + MgO 10 bis 14

Na₂O+K₂O 14 bis 17

B₂O₃ 10 bis 17

P₂O₃ O bis 2,0

BaO 3 bis 5

Ti, Zr₅ Zn, Sr, Fe, Mn-Oxide O bis 1,5 Diverse bis 0,5

Bariumoxid hat einen positiven Einfluß auf die Feuchtigkeitsbeständigkeit und wohl auch auf die biologische Abbaubarkeit.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können bis zu 1,5 Gewichtsprozent Titanoxid, Zirkonoxid, Zinkoxid, Strontiumoxid, Lithiumoxid, Eisenoxid und/oder Manganoxid enthalten. Mischungen von 2 oder 3 dieser Oxide werden besonders bevorzugt.

Phosphoroxid ist vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere 0,3 bis 1,5 Gewichtsprozent zugegen. Phosphoroxid beeinflußt die biologische Abbaubarkeit positiv.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die Zusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent Magnesiumoxid.

Die Feuchtigkeitsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wurde mittels einer Standardmethode, die als "DGG-Methode" bekannt ist, ermittelt. Bei der DGG-Methode werden 10 g feingemahlenes Glas mit einer Korngröße zwischen etwa 360 und 400 &mgr;&eegr;&igr; in 100 ml Wasser beim Siedepunkt 5 Stunden gehalten. Nach schneller Abkühlung des Materials wird die Lösung filtriert und ein bestimmtes Volumen des Filtrats zum Trockenen eingedampft. Das Gewicht des so erhaltenen trockenen Materials erlaubt es, die Menge an im Wasser gelöstem Glas zu berechnen. Die Menge ist in Milligramm per Gramm des untersuchten Glases angegeben.

Die biologische Abbaubarkeit der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzungen wurde untersucht, indem 1 g des Glaspulvers, wie bei der DGG-Methode beschrieben, in eine physiologische Lösung der nachstehenden Zusammensetzung mit einem ph-Wert von 7,4 eingebracht wurde:

NaCl	6,78
NH₄Cl	0,535
NaHCO₃	2,268
NaH₂PO₄H₂O	0,166
(Na₃ citrat) 2H₂O	0,059
Glycin	0,450
H₂SO₄	0,049
CaCl₂	0,022

Es wurden dynamische Versuchsbedingungen gewählt, wie sie bei Scholze und Conradt beschrieben sind. Die Fließgeschwindigkeit betrug 300 ml/Tag. Die Ver-

suchsdauer betrug 14 Tage. Die Ergebnisse sind als Prozent SiO₂ in der Lösung &khgr; 100 nach 14 Tagen angegeben. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:

SiO₂ 57,5

Al₂O₃ 0,5

CaO 8,0

MgO 3,5

Na₂O 15,8

K₂O 0,2

B₂O₃ 12,0

BaO 2,0

diverse 0,5

Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden. Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 40 ermittelt. Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 500.

Beispiel 2

Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:

SiO₂ 56,5

Al₂O₃ 0,5

CaO 8,0

MgO 3,5

Na₂O 15,8

K₂O " 0,2

B₂O₃ 12,0

BaO 2,0

P₂O₃ 1,0

diverse 0,5

Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden. Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 40 ermittelt. Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.

Beispiel 3

Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:

SiO₂ 57,2

Al₂O₃ 0,8

CaO 7,0

MgO 2,0

Na₂O 18,0

K₂O 0,5

B₂O₃ 12,5

BaO 2,0

Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden. Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 20 ermittelt. Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 500.

Beispiel 4 Es wurde ein Glas folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent erschmolzen:

• · ·&diams;

SiO₂ 57,2

Al₂O₃ 0,8

CaO 8,0

MgO 1,5

Na₂O 17,5

K₂O 0,5

B₂O₃ 13,0

BaO 1,5

Diese Glaszusammensetzungen konnten mit der Zentrifugaltechnik verarbeitet werden. Mittels der vorstehend beschriebenen DGG-Methode wurde ein Wert von 20 ermittelt. Die vorstehend beschriebene Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit ergab einen Wert von 600.

Claims

—Patentansprüche

1. Glasfaserzusammensetzung, die biologisch abbaubar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:

SiO₂ 45 bis 60 Al₂O₃ weniger als 2 CaO + MgO 10 bis 16 Na₂O + K₂O 14 bis 20 B₂O₃ 7 bis 18 P₂O₅ O bis 4 BaO Ibis 5 Ti, Zn, Sr, Fe, Mn Oxide O bis 1.5 Diverse bis zu 0,5

2. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die

folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:

SiO₂ 53 bis 60 Al₂O₃ O bis 1,5 CaO + MgO 10 bis 13 Na₂O + K₂O 14 bis 18 B₂O₃ 8 bis 14 P₂O₅ O bis 2,0 BaO 1,5 bis 3 Ti, Zn, Sr, Fe, Mn Oxide O bis 1.5 Diverse bis zu 0,5

3. Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Bestandteile in Gewichtsprozent:

SiO₂ 46 bis 55 Al₂O₃ weniger als 2 CaO + MgO 10 bis 14 Na₂O + K₂O 14 bisl7 B₂O₃ 10 bis 17 P₂O₅ O bis 2,0 BaO 3 bis 5 Ti, Zn, Sr, Fe, Mn Oxide O bis 1.5 Diverse bis zu 0.5

4. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung bis zu 1.5 Gewichtsprozent Titanoxid, Zinkoxid, Strontiumoxid, Lithiumoxid, Eisenoxid, Manganoxid und Mischungen davon enthält.

5. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 0.1 bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere 0.3 bis 1.5 Gewichtsprozent Phosphoroxid enthält.

6. Glasfaserzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent Magnesiumoxid enthält.