DE60009934T2

DE60009934T2 - Glasfaserzusammensetzung

Info

Publication number: DE60009934T2
Application number: DE60009934T
Authority: DE
Inventors: Marco La Greca; Roberto Massini; Jorge Pasalaigua Huguet
Original assignee: Ursa International GmbH; Techint Compagnia Tecnica Internazionale SpA
Current assignee: Ursa International GmbH; STM Technologies SRL
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: AU774444B2; ATE264276T1; EP1218304B2; EP1218304A1; WO2001023316A1; ITMI992040A1; AU7944600A; ITMI992040A0; AR025933A1; DK1218304T3; DE60009934D1; US6852656B1; DE60009934T3; ES2219406T3; EP1218304B1; CA2386082A1; IT1313655B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Glasfaserzusammensetzung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine biologisch abbaubare oder biologisch lösliche Glasfaserzusammensetzung, die zur Herstellung von Paneelen und Glaswollematten geeignet ist. Solche Produkte werden im allgemeinen auf dem Gebiet des Hoch- und Tiefbaues und der Industrie als Wärme- und/oder Schalldämpfstoffe verwendet.
Zur Zeit sind zahlreiche Glasfaserzusammensetzungen bekannt, die eine gewisse biologische Abbaufähigkeit oder biologische Löslichkeit (Löslichkeit einer Glasfaser in Berührung mit einer biologischen Flüssigkeit) besitzen. Es ist nämlich zu bemerken, dass die biologische Abbaufähigkeit der Glasfaser Gegenstand von Untersuchungen war und bis heute ist, da es als möglich erscheint, dass eine Beziehung zwischen einer solchen biologischen Abbaufähigkeit und den krebserzeugenden Eigenschaften besteht, welche die Glasfasern aufweisen, wenn sie vom menschlichen oder tierischen Körper absorbiert werden bzw. in denselben eindringen.
Aus EP 1.048625 ist eine biologisch lösliche Glasfaserzusammensetzung bekannt, in der Al₂O₃ in einem Bereich anwesend ist, der sich zwi schen 1 bis 3 Gew.% ändert, und K₂O in einem Bereich anwesend ist, der sich zwischen 0 bis 3 Gew.% ändert, und gleichzeitig nicht P₂O₅ und SO₃ anwesend sind. Im Detail weist in diesem Dokument des Standes der Technik eine als "C1" bezeichnete Zusammensetzung "C1" Alluminiumoxyd zu 1,95 Gew.%, Kaliumoxyd zu 0,47 Gew.% und die Abwesenheit von Schwefeloxyd auf.
Aus WO 9843923 sind auch einige Glasfaserzusammensetzungen bekannt, bei denen Kieselerde (SiO₂) in einem Bereich von 66 bis 69,7 Mol anwesend ist, Al₂O₃ bei 0 bis 2,2 Mol % liegt, Alkalimetalloxyde bei 7 bis 18 Mol % liegen, Erdalkalimetalloxyde bei 9 bis 20 Mol % liegen und P₂O₃ bei 0 bis 7, 1 Mol % liegt.
Das Patent Nr. EP 0 588 251 zeigt Glasfaserzusammensetzungen, bei denen Al₂O₃ in einem Bereich anwesend ist, der sich von 0 bis 2 Mol ändert und sehr zahlreiche andere Oxyde (CaO, Na₂O, ZrO₂ und B₂O₃) anwesend sind.
Ein Abstract aus der Veröffentlichung "GLASTECHNISCHE BERICHTE, DE, VERLAG DER DEUTSCHEN GLASTECHNISCHEN GESELLSCHAFT" zeigt gleichfalls einige Glasfaserzusammensetzungen, von denen jede durch spezifische Bereiche bezüglich der verschiedenen, spezifischen Chemie gekennzeichnet ist.
Aus FR 2781788 ist schließlich eine Glasfaserzusammensetzung bekannt, bei der SiO₂ bei 54 bis 70 Gew.% liegt; Al₂O₃ liegt bei 0 bis 5 Gew.%, einwertige Oxyde liegen bei 4 bis 15 Gew.%, zweiwertige Oxyde liegen bei 12 bis 22 Gew.%, B₂O₃ liegt bei 1 bis 10 Gew.%, P₂O₅ liegt bei 0 bis 3 Gew.% und einige andere chemische Arten sind in kleineren Mengen vorhanden.
Insbesondere wurde in letzter Zeit klargestellt, dass eine höhere, biologische Löslichkeit die krebserregenden Effekte der Glasfasern herabsetzen kann, wobei die Fähigkeit des menschlichen oder tierischen Körpers erhöht wird, die eventuell absorbierten Fasern zu entsorgen.
Neben der biologischen Löslichkeit müssen die Glasfaserzusammensetzungen industriellen Interesses jedenfalls auch ein angemessenes Verhalten unter Bezug auf die Eigenschaften physikalischer, chemischer und mechanischer Natur aufweisen, wie etwa: mechanische Festigkeit, Elastizität, Widerstand gegen Wärmestöße und chemische und atmosphärische Stoffe, Verarbeitbarkeit, Biegsamkeit, Feinheit, Verhältnis Länge/Durchmesser. Nicht zuletzt muss auch der wirtschaftliche Aspekt in Betracht gezogen werden: es liegt nahe, dass übermäßig teure Glasfasern nicht wettbewerbsfähig sind.
Es wird daher die Notwendigkeit wahrgenommen, über eine Glasfaserzusammensetzung zu verfügen, die eine gute biologische Abbaufähigkeit zusammen mit guten Merkmalen unter Bezugnahme auf die oben erwähnten chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften besitzen. Insbesondere ist es aufwändig, eine wirtschaftlich vorteilhafte Glasfasernzusammensetzung zu erhalten, die eine gute biologische Abbaufähigkeit und gleichzeitig eine gute Festigkeit gegen Wasser und Feuchtigkeit besitzt, da dieses letztere Erfordernis schwer mit Fasern vereinbar ist, die eine gute Neigung besitzen, sich in biologischen Mitteln zu lösen.
Im allgemeinen ist es aufwändig, die wirtschaftlichen Ansprüche einer gewerblichen Herstellung mit der biologischen Lösbarkeit und mit den Erfordernissen der Festigkeit zu koordinieren, die eine Faser besitzen muss, um den jetzigen Verwendungen zu genügen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Glasfaserzusammensetzung zu liefern, die genügend biologisch lösbar ist und eine gute Festigkeit besitzt, wenn sie mit Wasser und/oder Feuchtigkeit in Berührung gebracht wird, eine gute Bearbeitbarkeit, beispielsweise unter Verwendung von Schleudertechniken, eine gute Fähigkeit einer thermisch/akustischen Isolierung, eine gute Elastizität und eine herabgesetzte Zerbrechlichkeit besitzt. Nicht als letzte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die, eine Glasfaserzusammensetzung bereitzustellen, die erschwingliche Herstellungskosten besitzt.
Im Versuch, die angegebenen Aufgaben zu lösen wurden in der Vergangenheit Zusammensetzungen vorgeschlagen, bei denen die Anteile an SiO₂ und von Al₂O₃ mit entsprechenden fühlbaren Zunahmen an CaO, MgO, Na₂O, K₂O und B₂O₃ erheblich herabgesetzt wurden, wobei Fasern erhalten wurden, die oftmals in der Struktur, in der Herstellung und wirtschaftlich wenig effizient waren.
Überraschender Weise, wie dies näher aus der eingehenden, folgenden Beschreibung hervorgeht, haben die Anmelder eine biologisch abbaubare Glasfaserzusammensetzung entwickelt, bei der dank einer besonderen Kombination von Oxyden, Alkalien und nicht, es gelungen ist, die Herabsetzung von SiO₂ und von Al₂O₃ erheblich zu begrenzen, obwohl dennoch zufriedenstellende Ergebnisse in der biologischen Lösbarkeit erhalten wurden.
Insbesondere bildet Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine biologisch abbaubare oder biologisch lösbare Glasfaserzusammensetzung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie die folgenden in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst:

SiO₂: von 61 bis 66;

Al₂O₃: von 1,1 bis 1,8;

(CaO+MgO): größer als 9;

(Na₂O+K₂O) : größer als 18;

B₂O₃: von 4 bis 15;

P₂O₅: von 0 bis 5;

SO₃: von 0 bis 1;

Fe₂O₃: von 0 bis 0, 5

andere: kleiner als 2.
Die besondere Kombination und Konzentration an anorganischen Oxyden erteilt der Glasfaserzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gute mechanische Eigenschaften, eine gute Bearbeitbarkeit, Festigkeit gegen Feuchte, optimale thermische/akustische Dämmmerkmale.
Auf die eingehende Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung übergehend, werden hier verschiedene Bestandteile der erfindungsgemäßen Glasfaserzusammensetzung untersucht; jeder Bestandteil wird untersucht, um dessen Verhalten und dessen technischen Effekte in Koordination mit anderen Zusammensetzungselementen in den Vordergrund zu bringen.
Die Kieselerde (SiO₂) ist einer der in der Zusammensetzung vorhandenen Verglasungsstoffe und trägt dazu bei, das Glasnetz zu bilden. Diese Erde erteilt dem Glas strukturelle Eigenschaften. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist die Kieselerde in Gewichtsanteilen zwischen 61 und 66 anwesend.
Das Aluminiumoxyd (Al₂O₃) wurde mit großer Sorgfalt dosiert, da ein übermäßiger Gewichtsanteil unter anderem die sich ergebende, biologische Abbaubarkeit des Glases herabgesetzt würde. Gleichzeitig kann das Aluminiumoxyd nicht vollständig beseitigt werden, da man dadurch ein übermäßig in Wasser lösliches Glas erhalten würde. Ein einmal in Faser überführtes Glas ohne Aluminiumoxyd. würde nicht langzeitig der Berührung mit der Feuchtigkeit widerstehen. Überdies muss das Glas um in Faser überführbar zu sein einen Viskositätsindex innerhalb eines sehr genauen Bereiches aufrechterhalten, unterhalb dem es praktisch unmöglich ist, Fasern auf gewerbliche Weise zu erhalten. Aus diesen Gründen ist das Aluminiumoxyd in einer Gewichtskonzentration zwischen 1,1 und 1,8 anwesend.
Das Kalzium (CaO) und das Magnesium (MGO)-Oxyd stabilisieren das Netz und erteilen dem Glas strukturelle Eigenschaften. Überdies setzen das Kalziumoxyd und das Magnesiumoxyd beide die Viskosität des Glases und die Fähigkeiten zur Überführung in Fasern herab. Näher gesehen ist hervorzuheben, dass das Kalziumoxyd und das Magnesiumoxyd an der Viskosität in einer zwischen ihnen verschiedenen Art und Weise teilhaben: das Magnesiumoxyd vermindert die Viskosität weniger als das Kalziumoxyd. Das Kalziumoxyd und Magnesiumoxyd beeinflussen auch die biologische Abbaubarkeit der Glasfaser.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat sich die Verwendung der Kombination der beiden Oxyde (CaO+MgO) in einem Gewichtsanteil größer als 9 als vorteilhaft ergeben. Insbesondere wurde ein Anteil von MgO größer oder gleich 2,5 Gewichts anteilen als nützlich erwiesen, wobei die Schwankungen des Kalziumoxyds in einem Bereich zwischen 6,5 und 8 Gewichtsanteilen gehalten wurden.
Das Natriumoxyd (Na₂O) und das Kaliumoxyd (K₂O) beeinflussen die Abbaubarkeit des Glases, wobei diese höher angesetzt wird. Gleichzeitig erhöhen das Natriumoxyd und das Kaliumoxyd auch die Lösbarkeit des Glases in Wasser. In beiden Fällen trägt dazu das Kaliumoxyd weniger bei als das Natriumoxyd. Die beiden Alkalioxyde wirken auch auf die Viskosität und daher auf die Überführbarkeit des Glases in Fasern. Die Viskosität, wie schon hingewiesen, ist ein Parameter fester Bedeutung, was die Bearbeitbarkeit und die Überführbarkeit des Glases in Fasern betrifft. Beide Alkalioxyde beeinflussen in einem gewissen Sinn auch die Zerbrechlichkeit des Glases. Der Kompromiss dass zwischen wirtschaftlichen Faktoren der gewerblichen Bearbeitbarkeit, der Zerbrechlichkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der Festigkeit gegenüber Wasser wurde durch die Kombination der beiden Alkalioxyde (Na₂O+K₂O) in einem Gewichtsanteil größer als 18 erhalten. Bevorzugter und origineller Weise ist die Kombination der beiden Alkalioxyde (Na₂O+K₂O) in Gewichtsanteilen größer oder gleich 18,50 und kleiner oder gleich 22. Insbesondere ist das Na₂O in einer Gewichtskonzentration zwischen 17,70 und 18,80 anwesend. Seinerseits ist das Kaliumoxyd in einer Gewichtskonzentration zwischen 0 und 2 anwesend und kann bevorzugter Weise in einer Gewichtskonzentration zwischen 0,50 und 1,50 anwesend sein. Es ist zu bemerken, dass einer Erhöhung der Gewichtskonzentration von Na₂O eine Erhöhung der Gewichtskonzentration des Al₂O₃ folgt, da das Glas trotz der eventuellen Anwesenheit von K₂O zu wenig viskös wird und daher man daraus ein gewerblich nicht bearbeitbares Glas erhalten würde.
Das Boroxyd (B₂O₃) trägt vorteilhafter Weise zur Elastizität der Glasfaser bei. Insbesondere kann eine Glasfasermatte mit einer Elastizität gepresst und, einmal entlastet, zurückkehren, um ihre ursprüngliche Dicke einzunehmen. Die Elastizität trägt auch dazu bei, eine gute Bearbeitbarkeit des Glases, vor allem während der Überführungen in Fasern sicherzustellen. Eine Elastische Glasfaser erfährt sicherlich weniger Brüche. Da zur Sicherstellung einer guten biologischen Nützlichkeit wurde der Aluminiumoxydanteil unterhalb 2 Gewichtsanteile herabgesetzt, und es wurde unmittelbar danach der Anteil an Na₂O und K₂O erhöht, wurde ursprünglich eine Gewichtsmenge von B₂O₃ eingebracht, die mindestens zwischen 4 und 15 und bevorzugter Weise zwischen 5 und 15 lag, um zu vermeiden, dass eine übermäßig zerbrechliche Faser erhalten wurde. Jedenfalls trägt das Boroxyd B₂O₃ auch dazu bei, die Viskosität herabzusetzen und hat einen gewissen Niederschlag unter den wirtschaftlichen Aspekt. Insbesondere beeinflusst das Boroxyd die biologische Abbaubarkeit der Glasfasern. Aus den oben kurz beschriebenen Gründen, sobald eine Zunahme der Zerbrechlichkeit, die beispielsweise auf eine Zunahme der Alkalien (Na₂O+K₂O) zurückzuführen ist, wird dazu beigetragen, in der Zusammensetzung den Bestandteil Boroxyd auf solchen Niveaus zu erhöhen, dass jedenfalls eine nicht übermäßige Zunahme der Herstellungskosten des Glases sichergestellt wird. Beispielsweise (Beispiel Nr. 1, nachfolgende wiedergegeben) könnte im Fall bei dem das Natronoxyd in einer großen Gewichtskonzentration und das Aluminiumoxyd in einer niedrigen Konzentration anwesend ist, die sich daraus ergebende Faser zerbrechlicher sein. Um diese Zerbrechlichkeit der daraus sich ergebenden Faser entgegenzutreten, wird bevorzugterweise eine Gewichtskonzentration von Boroxyd verwendet, die höher liegt.
Das Phosphorsäuren Anhydrit P₂O₅ ist ein Verglasungsstoff und nimmt teil an der Bildung des Glasnetzes. Das Phosphoroxyd erhöht die biologische Abbaubarkeit des Glases und die Löslichkeit des Glases.
Das Phosphoroxyd erhöht die Löslichkeit und die biologische Abbaubarkeit des Glases auf eine höher Weise gegenüber dem Boroxyd.
Das Phosphoroxyd ist in Gewichtsanteilen zwischen 0 und 5 anwesend.
In einigen Fällen hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, das Boroxyd in Kombination mit dem Phosphoroxyd P₂O₅ derart zu verwenden, dass die Gewichtskonzentration von B₂O₃ + P₂O₅ größer ist als 5. Diese Kombination hat die Aufgabe, eventuelle Verluste von strukturellen Merkmalen und der Biologischen Abbaubarkeit zu ergänzen. Gemäß der Erfindung ist im Fall, wo das Phosphoroxyd in einer Gewichtskonzentration zwischen 0 und kleiner als 0,1 anwesend ist, das Boroxyd in einer Gewichtsmenge höher als 5, bevorzugter Weise in einer Gewichtsmenge höher als 5,5 anwesend. Im Fall wo das Phosphoroxyd in einer Gewichtskombination zwischen 0,75 und 1,5 anwesend ist, ist das Boroxyd in einer Gewichtsmenge kleiner als 5, bevorzugter Weise in einer Gewichtsmenge kleiner als 4,5 anwesend.
Es ist auch zu bemerken, dass P₂O₅ für die Öfen schädlich sein kann, die für das Schmelzen des Glases bestimmt sind, wobei sehr ratsam ist, niemals einen Gewichtsanteil von P₂O₅ größer als 1 zu überschreiten.
Das Schwefelsäureanhydrid SO₃ hat sich dazu geoffenbart, das Verhalten der Zusammensetzung zu beeinflussen, wobei die biologische Abbaubarkeit des Glases verbessert würde, ohne die Festigkeit gegenüber H₂O zu verändern. Das Schwefelsäureanhydrid wurde daher in einem Gewichtsanteil zwischen 0 und 1 vorgesehen. Bevorzugter Weise ist das Schwefeloxyd in einem Gewichtsanteil zwischen 0,10 und 0,5 anwesend.
Das Eisenoxyd Fe₂O₃ wirkt auf die biologische Abbaubarkeit der Glasfasern, wobei sie herabgesetzt wird. Es wurde daher als nützlich empfunden, dass das Eisenoxyd in einem Gewichtsanteil zwischen 0 und nicht höher als 0,5 anwesend ist. Bevorzugter Weise ist das Eisenoxyd in einem Gewichtsanteil zwischen 0,050 und 0,20 anwesend.
Im Bestandteil, genannt "andere" sind alle in den Ausgangsstoffen anwesenden und für die technischen Ziele der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht besonders bedeutsame Unreinheiten enthalten.
Im Bereich der allgemeinen Lösungsidee, Gegenstand des Anspruchs 1, haben sich besonders vorteilhaft die Bereiche der Bestandteile gemäß Anspruch 5 erwiesen, die überraschender Weise einen optimalen Kompromiss zwischen biologischer Lösbarkeit, strukturellen Eigenschaften, Bearbeitbarkeit und Kosten sicherstellen. Vorteilhafter Weise, auch wenn die biologische Löslichkeit dank der verhältnismäßig hohen Gewichtskonzentrationen der Alkalioxyde begünstigt und verbessert wurde, werden die durch diese letzteren verursachten Zerbrechlichkeitseffekte der Faser durch eine Zunahme von B₂O₃ derart gedämpft, dass die Eigenschaften der Überführbarkeit in Fasern und die Herstellungskosten nicht beeinträchtigt werden.
In der spezifischeren Lösung gemäß Anspruch 6, wurde eine gute Abbaubarkeit erhalten, und Herabsetzung der Gewichtsmenge von Al₂O₃ und der Zunahme der Alkalioxyde, die jeweils die strukturelle Festigkeit herabgesetzt und die Zerbrechlichkeit erhöht haben, wurde effizient mit einer Zunahme der Kombination (B₂O₃+P₂O₅) entgegengetreten. Insbesondere wirkt das P₂O₅ effiziente, indem die Struktur und die biologische Lösbarkeit verbessert wurden und das B₂O₃ wirkt auf die Elastizität der Faser, verbessert die biologische Lösbarkeit und setzt nicht übermäßig die Überführbarkeit in Fasern herab.
Gemäß einer noch spezifischeren Lösung gemäß Anspruch 7 wurde unmittelbar auch das Problem gelöst, die für die Herstellung der Fasern bestimmten Geräte zu schützen, da verhältnismäßig hohe Konzentrationen an P₂O₅ (größer als 0,1 in Gewichtsanteilen) vorliegen würden, welche die biologische Abbaubarkeit erhöhen würden, die jedoch schädlich sein würden, da P₂O₅ ein mikroskopisches Oxyd zu einer Säurehydrolyse wäre. Das P₂O₅ hat überdies einen eher gehobenen Preis. Die weitere Bestimmung im Bereich gemäß dem was im Anspruch 8 wiedergegeben ist, stellt eine bevorzugte Form der Zusammensetzung aus Anspruch 7 dar.
Die im Anspruch 9 wiedergegebenen Zusammenstellung stellt einen gültigen Kompromiss zwischen der Herabsetzung der Gewichtsmenge von Boroxyd, um die Kosten der Glasfaser mäßig zu gestalten, und der Begrenzung der Schäden, die an den Öfen zufolge einer verhältnismäßig hohen Anwesenheit von Phosphoroxyd verursacht werden. Die Ausführungslösung des Anspruchs 10 stellt eine bevor- zugte Form gemäß dem Anspruch 9 dar.
Schließlich ist überraschend biologisch löslich und mit den geforderten strukturellen Eigenschaften eine Zusammensetzung mit hoher Gewichtskonzentration an Aluminiumoxyd gemäß Anspruch 13, wobei vorgesehen wurde, dass ein Beitrag an Löslichkeit vorhanden ist, der auf das Magnesiumoxyd zurückzuführen ist, der auch ein besseres Verhalten bei der Überführung in Fasern gegenüber dem Kalziumoxyd sicherstellt. Auf originelle Weise entspricht gemäß Anspruch 13 einer Erhöhung von Aluminiumoxyd nicht eine Änderung von Kalziumoxyd, sondern eine fühlbare Zunahme an Magnesiumoxyd und Boroxyd, die die biologische Sensibilität und die Überführbarkeit in Fasern, das erste, und die Elastizität und die biologische Löslichkeit, das zweite, verbessern.
Einige besondere Ausführungsformen von Glasfasernzusammensetzungen sind nachstehend beispielsweise, jedoch nicht begrenzend wiedergegeben.
Beispiel Nr. 1
Eine erste beispielhafte Glasfaserzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Bestandteile auf, deren Konzentration in Gewichtsanteilen ausgedrückt ist:

– SiO₂: 63,95;
– Al₂O₃ : 1,10;
– CaO: 7,50;
– MgO: 2,50;
– Na₂O: 17,80;
– K₂O: 0,70;
– B₂O₃: 6,00;
– SO₃: 0,35;
– Fe₂O₃: 0,10;
– andere: weniger als 2.

Dieses Glas wurde mittels Schleudertechniken bearbeitet. Der Flüssigkeitswert in H₂O war gleich 26 mg/g.
Diese Bewertung der Festigkeit gegenüber Wasser wurde durchgeführt mit der Methode DGG (Deutsche Glasfasern Gesellschaft) sowie beispielsweise im europäischen Patent Nr. EP 738693 A2 ausgeführt.
Gemäß einer solchen Methodologie wurden 10 g Glas, fein zu 360 – 400 Mikron gemahlen, in 100 ml destilliertem Wasser gegeben, für 5 Stunden zu sieden gebracht, mit Kühlmitteln zu Niederschlägen gebracht. Nach raschem Abkühlen wird die erhaltene Lösung filtriert, auf Volumen gebracht und es wird ein Anteil im Ofen auf 150° verdampft bis die vollständige Trockenheit erhalten wurde. Das Gewicht des Trockenrückstandes erlaubt die im Wasser gelöste Glasmenge zu kennen. Wie oben angegeben, ist der Ausdruck der Ergebnisse in mg auf g des getesteten Glases. Wie zu bemerken, weist das Glas aus Beispiel 1 einen Löslichkeitswert im Wasser, der nicht übermäßig oberhalb etwa 20 mg/g liegt, typischer Wert der Standardgläser.
Die mit biologischen Beständigkeitsversuchen gemäß dem Protokoll ECB/TM/26 rev. 7, 1998, führte für Fasern mit einer Länge größer als 20μ zu einem Wert der gewichteten, mittleren Lebensdauer der Faser, Mindestwert unterhalb des Wertes von 10 Tagen, der von der Richtlinie der Europäischen Kommission 97/69/CE vom 05.12.1997 verlangt wird.
Beispiel Nr. 2
Eine zweite beispielhafte Glasfaserzusammensetzung gemäß der Erfindung weist die folgenden Bestandteile auf, deren Konzentration in Gewichtsanteilen ausgedrückt sind:

– SiO₂: 64,95;
– Al₂O₃ : 1,20;
– CaO: 7,00;
– MgO: 2,50;
– Na₂O: 17,80;
– K₂O: 0,70;
– B₂O₃ : 4,40;
– P₂O₅: 1,00
– 50₃: 0,35;
– Fe₂O₃ : 0,10;
– andere: kleiner als 2.

Dieses Glas wurde mittels Schleudertechniken bearbeitet. Der Festigkeitswert gegenüber der Feuchte, festgestellt mit der Methode DGG ist von 32 mg/g. Die biologische Abbaubarkeit, bewertet mit biologischen Beständigkeitsversuchen gemäß dem Protokoll ECB/TM/26 rev. 7, 1998, hat für Fasern der Länge größer als 20μ zu einem Wert der gewichteten, mittleren Lebensdauer der Faser, Mindestwert unterhalb des Wertes von 10 Tagen geführt, der von der Richtlinie der Europäischen Kommission 97/69/CE vom 05.12.1997 verlangt wird,
Beispiel Nr. 3
Eine dritte beispielhafte Glasfaserzusammensetzung gemäß der Erfindung weist die folgenden Bestandteile auf, deren Konzentration in Gewichtsanteilen ausgedrückt sind:

– SiO₂: 63,40;
– Al₂O₃: 1,70;
– CaO: 6,80;
– MgO: 3,60;
– Na₂O: 17,60;
– K₂O: 0,90;
– B₂O₃: 5,90;
– Fe₂O₃ : 0,10;
– andere: kleiner als 2.

Dieses Glas wurde mittels Schleudertechniken bearbeitet. Der Festigkeitswert gegenüber der Feuchte, gemäß der Methode DGG ist von 24 mg/g. Die biologische Abbaubarkeit, bewertet mit den biologischen Beständigkeitsversuchen gemäß dem Protokoll ECB/TM/26 rev. 7, 1998, hat für Fasern der Länge größer als 20μ zu einem Wert der gewichteten, mittleren Lebensdauer der Faser, Mindestwert unterhalb des Wertes von 10 Tagen geführt, der von der Richtlinie der Europäischen Kommission 97/69/CE vom 05.12.1997 verlangt wird.
Zur Vervollständigung des oben Beschriebenen, werden unter Bezugnahme auf die Zusammensetzungen gemäß Beispiel 1 und gemäß Beispiel 2 nachstehend die zusammenfassenden Diagramme bezüglich der Faser gemäß Beispiel 1 und gemäß Beispiel 2 wiedergegeben, die die Merkmale der biologischen Beständigkeit der genannten Zusammensetzungen zeigen.
Diese Merkmale der biologischen Beständigkeit wurden bewertet, wie gesagt, indem die Fähigkeit solcher Fasern untersucht wurde, innerhalb der Lungengewebe von Mäusen entleert wurden, die geeigneten Versuchen gemäß dem unterzogen wurden, was durch das Dokument EU ECB/TM/26 Rev. 7, 1998 verfügt wurde.
Aufgrund der obigen Ausführungen, wurden die Eigenschaften der biologischen Beständigkeit der Fasern bestimmt, indem der Index von T ½ berechnet wurde, der mathematisch die Eigenschaft der Glasfaser beschreibt, vom Lungengewebe von Mäusen evakuiert zu werden, die einer Versuchsbehandlung unterzogen werden.
Wie durch die Richtlinien vorgesehen, bezieht sich der Wert T ½ (lung clearance half time) auf Fasern der Länge größer als 20μ
Zusammensetzung Beispiel 1
Zusammensetzung Beispiel 2

Claims

Biologisch abbaubare oder biologisch lösliche Glasfaserzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,8; (CaO+MgO): größer als 9; (Na₂O+K₂O): größer als 18; B₂O₃: von 4 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückte Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,8; CaO: von 6 bis 9; MgO von 0 bis 5; (Na₂O+K₂O): größer als 18; B₂O₃: von 4 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,8; (CaO+MgO): größer als 9 N₂O größer als 17,5, kleiner oder gleich 23; K₂O: von 0,6 bis 2; B₂O₃: von 4 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,8; CaO: von 6 bis 9; MgO: von 0 bis 5; Na₂O: größer als 17,5, kleiner oder gleich 23; K₂O: von 0,6 bis 2; B₂O₃: von 4 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,8; (CaO+MgO): größer als 9 Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: von 5 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; (B₂O₃+P₂O₅): größer als 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie die fol genden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: größer als 5; P₂O₅: von 0 bis kleiner als 0,1; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: größer als 5,5; P₂O₅: von 0 bis kleiner als 0,1; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66;

Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: kleiner als 5; P₂O₅: von 0,75 bis kleiner als 1,5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5 andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: kleiner als 4,5; P₂O₅: von 0,75 bis 1,5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0 bis 0,5; andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50;

K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: von 5 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0,1 bis 0,5; Fe₂O₃: von 0 bis 0;5; andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,1 bis 1,25; (CaO+MgO): größer als 9; Na₂O: von 17,50 bis 18,50; K₂O: von 0,6 bis 1; B₂O₃: von 5 bis 15; P₂O₅: von 0 bis 5; SO₃: von 0 bis 1; Fe₂O₃: von 0,05 bis 0,2; andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,6 bis 1,8; (CaO+MgO): größer als 9; MgO: größer als 3; MgO: bevorzugter Weise größer als 3,50 Na₂O: von 17,50 bis 18,50;

K₂O: von 0,6 bis 1,5; B₂O₃: von 5 bis 15; P₂O₅: kleiner als 0,1; SO₃: kleiner als 0,5; Fe₂O₃: größer als 0; andere: kleiner als 2;
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden; in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,6 bis 1,8; (CaO+MgO): größer als 9; (Na₂O+K₂O): größer oder gleich 18, 5 und kleiner oder gleich 23; K₂O: von 0,6 bis 1,5; B₂O₃: von 5 bis 15; P₂O₅: kleiner als 0,1; SO₃: von 0,1 bis 0,25; Fe₂O₃: größer als 0; andere: kleiner als 2.
Glasfaserzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden, in Gewichtsanteilen ausgedrückten Bestandteile umfasst: SiO₂: von 61 bis 66; Al₂O₃: von 1,6 bis 1,8; (CaO+MgO): größer als 9; MgO größer als 3; MgO: bevorzugter Weise größer als 3,50;

(Na₂O+K₂O): größer oder gleich 18, 5 und kleiner oder gleich 23; K₂O: von 0,6 bis 1,5; B₂O₃: von 5 bis 15; P₂O₅: kleiner als 0,1; SO₃: von 0,1 bis 0,25; Fe₂O₃: größer als 0; andere: kleiner als 2.