Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Штучно отримане скляне волокно, утворене з композиції, що складається з оксидів, яке відрізняється тим, що композиція включає в себе оксиди, мас. %:

SiO2

від 32 до 45

Аl2О3

від 16 до 28

СаО

від 10 до 28

МgО

від 2 до 20

FeO

від 2 до 15

Na2O+К2O

не більше 12

ТіO2

    не більше  4

інші елементи

     не більше 8,

при цьому штучно отримане волокно застосовують як біологічно безпечне волокно.

2. Волокно за п. 1, яке відрізняється тим, що композиція має в'язкість при 1400°С від 10 до 70 пуаз.

3. Волокно за п. 1, яке відрізняється тим, що волокна мають швидкість розчинення при рН 4,5, що дорівнює, щонайменше, 20 нм на день.

4. Волокно за будь-яким з пп. 1-3, яке відрізняється тим, що композиція включає від 5% до 20% MgO.

5. Волокно за будь-яким з пп. 1-4, яке відрізняється тим, що композиція включає до 10% заліза, визначеного у вигляді FeO.

6. Волокно за будь-яким з пп. 1-5, яке відрізняється тим, що композиція включає від 5% до 10% заліза, визначеного у вигляді FeO.

7. Волокно за будь-яким з пп. 1-6, яке відрізняється тим, що композиція має в'язкість, щонайменше, 12 пуаз при 1400°С.

8. Волокно за будь-яким з пп. 1-7, яке відрізняється тим, що композиція має в'язкість від 15 до 40 пуаз при 1400°С.

9. Волокно за будь-яким з пп. 1-8, яке відрізняється тим, що волокна мають швидкість розчинення при рН 7,5 менше 15 нм на день.

10. Волокно за будь-яким з пп. 1-9, яке відрізняється тим, що волокна мають температуру спікання, щонайменше, 800°С.

11. Волокно за будь-яким з пп. 1-10, яке відрізняється тим, що волокна мають температуру спікання, щонайменше, 1000°С.

12. Волокно за будь-яким з пп. 1-11, яке відрізняється тим, що кількість Аl2О3 становить 18-28%, SiO2+Аl2О3 становить 60-75%, FeO становить 2-12%, Na2O+К2О складає не більше 7%, ТіО2 складає не більше 4% та інших елементів не більше 8%.

13. Волокно за будь-яким з пп. 1-12, яке відрізняється тим, що композиція забезпечує температуру ліквідусу від 1240°С до 1340°С.

14. Волокно за будь-яким з пп. 1-11, яке відрізняється тим, що кількість Аl2О3 складає менше 19%.

Текст

Цей винахід відноситься до штучно одержаних скляних волокон (MMVF), які є міцними при використанні і вигідними у біологічному відношенні. MMV волокна одержують із склоподібного розплаву, наприклад із розплаву гірських порід, шлакового розплаву, розплаву скла чи інших розплавів. Розплав утворюють шляхом плавлення в печі мінеральної композиції, що має бажаний склад. Таку композицію для одержання бажаного складу звичайно утворюють шляхом змішування гірських порід чи мінералів. Мінеральна композиція часто складається із оксидів, із включенням, принаймні, 32% SiO2, менш 30% АІ2О 3 і, принаймні, 10% СаО. Елементарний склад, наведений в описі, наданий в % і в перерахунку на оксиди. Оксид заліза може бути сумішшю FeO і Fe2O 3, але в даному описі він наведений у вигляді FeO. Для одержання ефективного і економічно вигідного утворення розплаву в печі і волокон із розплаву необхідно, щоб композиція під час процесу утворення волокна мала відповідну температуру ліквідусу і відповідну в'язкість. Ці вимоги накладають обмеження на вибір композиції, що піддається розплавленню. Хоч не існує наукових доказів, стверджуючих, що виробництво і застосування MMV волокон зв'язано з певним ризиком для здоров'я, комерційні інтереси вимусили виробників забезпечувати такі MMV волокна, які зберігають необхідні фізичні властивості MMV волокон (наприклад, міцність при підвищених температурах і в вологи х умовах), і які при цьому мають підвищену біологічну безпечність. Це ствердження про підвищену безпечність звичайно грунтується на випробуванні in vivo, при якому розглядають швидкість розчинення волокон у рідині, яка призначена для моделювання легеневої рідини, наприклад у розчині Гембла з рН від 7,4 до 7,8. Наслідком підвищеної швидкості розчинення при рН 7,5 є той факт, що волокна звичайно при цьому будуть мати знижену вологостійкість. У багатьох опублікованих заявках на патент описані волокна, які мають підвищену швидкість розчинення при випробуванні in vitro, вони представлені, наприклад в WO 87/05007, WO 89/12032, ЕР 412878, ЕР 459897, WO 92/09536, WO 93/22251, і WO94/14717. Відомо, зокрема, штучно отримане скляне волокно, у тому числі і біологічно безпечне, описане в патенті FR, А, 2662687, що утворене із композиції, що складається із оксидів. Відмінна особливість багатьох таких волокон, які, як стверджується, мають підвищену швидкість розчинення при таких випробуваннях in vitro, полягає в тому, що волокна повинні мати знижений вміст алюмінію. Так, наприклад, у WO 87/05007, наголошується, що кількість алюмінію повинна бути нижча 10%. Вміст алюмінію в кам'яній ваті і шлаковій ваті, звичайно, знаходиться в діапазоні від 5 до 15% (в % по масі в перерахунку на АІ2О 3) і багато з цих біологічно відповідних волокон мають вміст алюмінію нижчий 4% і часто нижчий 2%. Відомо, що для підвищення швидкості розчинення при проведенні випробування при рН 7,5 в композиції з низьким вмістом АІ2О 3 включають фосфор. Проблема, яка виникає при одержанні таких волокон з низьким вмістом АІ2О3 (крім невпевненості в безпечності у біологічному відношенні) полягає в тому, що властивості розплаву не є повністю задовільними для виробництва волокон у звичайній чи легко пристосовуваній для формування волокон апаратурі. Так, наприклад, в'язкість розплаву при температурах, придатних для формування волокон, може бути досить низькою. Інша проблема полягає в тому, що висока швидкість розчинення при рН 7,5 може призвести до зниження міцності у вологих умовах, які можуть існувати поза установкою. Крім випробувань in vitro, проводились також випробування in vivo. Так, наприклад, Обердорстер у VDI Berichte 853,1991 ст. 17-37 показав, що очистка волокон із легень включає два основних механізми, а саме: розчинення у нейтральній легеневій рідині, що знаходиться поруч, і розчинення в кислому середовищі (що підтримується при рН від 4,5 до 5), створеного навкруги волокон, що оточені макрофагами у легені. Вважають, що макрофаги сприяють видаленню волокон із легень за рахунок сприяння локальному розчиненню близько розташованої волоконної зони, що призводить до ослаблення і розриву волокон, зменшенню середньої довжини волокон, внаслідок цього макрофаги набувають здатність до поглинання і транспортування укорочених волокон із легеня. Цей механізм проілюстрований у статті Моримото та ін. в: Occup. Environ. Med. 1994, 51, 62-67 і головним чином на фіг.3 і 7 і в статтях Луото і ін. в: Environmental Research 66 (1994) 198-207 і Staub-Reinhaltung der Luft (1992) 419-423. Звичайні скловолокна і багато заявлених MMV волокон, що мають підвищену розчинність в легеневій рідині (при рН 7,5), мають більш низьку розчинність при рН 4,5, ніж при рН 7,5 і тому руйн ування за допомогою макрофагів гадано не буде в значній мірі сприяти укороченню і остаточному видаленню волокон із легеня. Існуючі MMV волокна, утворені із гірських порід, шлаку та інших сумішей з відносно високим вмістом лужноземельних металів, можуть мати більш високу швидкість розчинення при рН 4,5 ніж при рН 7,5, але при цьому вони мають нахил до утворення розплавів з низькою в'язкістю. Існуючі волокна не мають задовільного поєднання швидкості розчинення при рН 4,5 і властивостей розплаву. Волокна, на які звичайно посилаються, як на ті, яким віддають перевагу, на підставі випробувань in vitro, мають низьку в'язкість розплаву, коли вони мають необхідний низький вміст алюмінію. Низька в'язкість розплаву неминуче призводить до зменшення ефективності виробництва у порівнянні із звичайним виробництвом. В основу винаходу поставлена задача створити штучно одержане скляне волокно, а також штучно одержане біологічно безпечне волокно, які характеризувалися б достатньо низьким вмістом алюмінію і достатньо високою в'язкістю розплаву, що дозволило б при високій ефективності виробництва скляних волокон забезпечити їх біологічну безпечність. Поставлена задача вирішується тим, що штучно одержане скляне волокно, утворено із композиції, що складається із оксидів, згідно винаходу утворено із композиції, що включає в себе оксиди в % по масі: SiO2 від 32 до 48% АІ 2О 3 від 16 до 30% СаО від 10 до 28% МgО від 2 до 20% FeO від 2 до 15% Na2O+K2О не більше 12% ТіО2 не більше 4% інші елементи не більше 8% при цьому речовина композиції має в'язкість при 1400°С від 10 до 70 пуаз, швидкість розчинення при рН 4,5 рівну, принаймні 20нм в день, і температур у спікання, принаймні 800°С. У варіанті, якому надається перевага, композиція включає від 16% до 28% АІ2 О3 . В другому варіанті втілення композиція включає від 5% до 20% МgО. Бажано, щоб композиція включала до 10% заліза, визначеного у вигляді FeO. Можливо також, щоб композиція включала від 5% до 10% заліза, визначеного у вигляді FeO. У варіанті, якому надається перевага, речовина композиції має в'язкість, принаймні, 12 пуаз при 1400°С. Можливо крім того, щоб речовина композиції мала в'язкість від 15 до 40 пуаз при 1400°С. Також можливо, щоб речовина композиції мала швидкість розчинення при рН 7,5 менше 15нм в день. У другому варіанті здійснення, якому надається перевага, речовина композиції має температуру спікання, принаймні, 1000°С. Бажано, щоб у композиції кількість АІ2О3 становила 18-30%, SiO2+АІ 2О 3 становила 60-75%, FeO становило 2-12%, Na2O+K2О становило не більш 7%, ТіО2 становило не більш 4% та інших елементів не більш 8%. У варіанті, якому надається перевага, речовина композиції забезпечує температуру ліквідусу від 1240°С до 1340°С. Доцільно, щоб у композиції АІ2 О3 становило менш 19%. Задача вирішується так само і тим, що в біологічно безпечному штучно отриманому скляному волокні, сформованому з композиції, яка включає оксиди, згідно винаходу, композиція містить оксиди в % по масі: SiO2 від 32 до 48% АІ 2О 3 від 16 до 30% СаО від 10 до 28% МgО від 2 до 20% FeO від 2 до 15% Na2O+K2О не більше 12% ТіО2 не більше 4% інші елементи не більше 8% при цьому речовина композиції має в'язкість при 1400°С від 10 до 70 пуаз, швидкість розчинення при рН 4,5 рівну, принаймні, 20нм в день і температур у спікання принаймні 800°С. У винаході як волокна, що мають задовільну біологічну розчинність, використані волокна, які мають швидкість розчинення, виміряну при рН від 4 до 5, рівну принаймні, 20нм в день і які створені з композиції, що має в'язкість розплаву при 1400°С 10-70 пуаз. Так наприклад, швидкість розчинення при рН 4,5 може складати, принаймні, 30 або навіть, принаймні, 50нм в день чи більше. Поєднання в'язкості розплаву і розчинності при рН 4,5 означає, що використовується розплав, який є придатним для одержання волокон загальноприйнятими методами і що можна одержати волокна, які є біологічно розчинними при рН 4,5. Новизна полягає в одержанні або виборі волокон, у відповідності з таким поєднанням, які мають новий склад. У відповідності з винаходом стало можливим одержати волокна, які мають при рН 4,5 значну швидкість розчинення, внаслідок чого полегшується очищення легень за рахунок макрофагів (таким чином надається сприяння справжній біорозкладаності), навіть якщо волокна можуть мати низьку або помірну швидкість розчинення при рН 7,5. Це забезпечує збереження високої стійкості у вологих умовах (без втрати біорозкладаності). Волокна можуть мати звичайні властивості розплаву, температуру ліквідусу, швидкість кристалізації і в'язкість розплаву. Волокна можна утворювати з використанням дешевих вихідних матеріалів. Інша перевага волокон полягає в тому, що коли вони піддаються впливу вологи і конденсаційної води, утворений одержаний розчин, що містить продукти розчинення, має підвищені значення рН, але волокна при цьому можуть мати знижену розчинність при підвищеному значенні рН і тому вони є менш розчинними і мають підвищену міцність. MMVF продукти, що включають MMVF волокна, одержують із композиції, яку вибирають з метою забезпечення заявленої розчинності. При цьому здійснюють вимірювання розчинності при рН 4-5 і в'язкості розплаву однієї чи декількох композицій і вибір композиції частково чи повністю на підставі спостережень в'язкості розплаву і значення розчинності при рН 4-5 і застосовують композиції, що мають той самий чи по суті той самий склад для одержання MMVF продуктів. Будь-які відхилення у складі повинні бути достатньо малими для того, щоб вони в значній мірі не змінювали розчинність при рН 4-5. При проведенні вимірів для забезпечення вибору волокон, що одержують, розчинність можна визначити при будь-якому рН (звичайно в діапазоні від 4 до 5), який корелює з рН 4,5. В'язкість розплаву можна визначити або шляхом висновку із отриманих даних, або шляхом вимірювання і/або обчислення при будь-якій температурі (звичайно в діапазоні 1370-1450°С), яка дає значення, яке корелює зі значенням при 1400°С. Вибір композиції не здійснюють у тому ж самому місці або приблизно в той же самий час, коли здійснюють комерційне одержання з використанням вибраної композиції. Тому виробник може проводити випробування чи субсидіювати проведення випробувань іншими особами для того, щоб визначити розчинність і використати інформацію з цих випробувань, як частину основи для вибору композиції, яку використовують для комерційного виробництва волокон. Винахід включає продукти, що мають вказаний вище склад, їх утворюють із композиції, що має вказану в'язкість розплаву, і ці продукти маркують або продають, як продукти, що мають певну швидкість розчинення при рН 4-5. Винахід включає упаковки, які містять MMV волокна і які мають етикетку або вкладку, і які продають з рекламою, де міститься інформація про розчинність при рН в діапазоні 4-5 або в середовищі макрофагів, або про метод випробувань, якими вимірювали таку розчинність. Винахід включає нові MMVF продукти. Вони включають MMVF середовище росту сільськогосподарських культур і волокнисті наповнювачі, де волокна є такими, як вони визначені у винаході. Одним класом нових волокон є волокна, що мають розчинність, в'язкість розплаву і склад композиції, що наведені вище, за винятком того, що кількість АІ2 О3 складає, принаймні, 18%. Інші придатні волокна мають вміст АІ 2О3 ви ще 16%. Часто він складає більше 19 або 20%, наприклад до 26 чи 28%. У волокнах, що мають вміст АІ2О3 ви ще 16%, загальна кількість оксидів лужних металів (Na2O+K2О) звичайно становить, принаймні, 1% і переважно, принаймні, 2%, до 7 або 10% чи більше. Коли кількість АІ2 О3 вище 16%, тоді кількість оксидів лужних металів становить менш 5% і переважно менш 3%. Ці волокна можуть мати високу вогнестійкість та інші покращені механічні властивості. Коли ці властивості не мають великого значення, волокна, що мають придатну розчинність при рН 4,5, можуть бути одержані з АІ2О3 в кількості не менш 16% і з Na2O+K2О в кількості більш 6 або 7%, наприклад в кількості від 8 до 12%, звичайно в кількості 8-10%. Іншим класом нових волокон є волокна, які переважно мають розчинність і в'язкість розплаву, що наведені вище, і які мають вказаний вище загальний сплав, за винятком того, що вміст оксидів лужних металів (Na2O+K2О) становить більш 6%, а кількість АІ2О 3 звичайно становить 16-18% і часто не більш 16%. Часто композиція містить 0,5-4% ТіО2, звичайно 1-2% ТіО2. Na2O звичайно забезпечують в кількості, принаймні, 5% і часто, принаймні, 7%. Загальна кількість оксидів лужних металів (Na2O+K2О) переважно становить 8-12%, часто 8-10%. Можна обирати елементний склад у межах даного діапазону таким чином, щоб одержати певне поєднання в'язкості розплаву і швидкості розчинення при рН 4,5. Крім того, можна обирати такий склад, щоб склад і волокна знаходились у відповідності з іншими властивостями, що вимагаються, такими, як температура ліквідусу і температура спікання. Було знайдено, наприклад, що в'язкість при 1400°С якогось певного розплаву є занадто високою, тоді її можна зменшити шляхом зменшення загальної кількості SiO2+АІ 2О 3. Аналогічно, якщо в'язкість розплаву є занадто низькою, тоді її можна збільшити шляхом збільшення загальної кількості SiO2+АІ 2О3 , звичайно в діапазоні від 55 до 75%, часто від 60 до 75%, або шляхом збільшення кількості оксиду лужного металу. Подібно можна зменшити в'язкість шляхом збільшення загальної кількості оксиду лужноземельного металу і FeO. Якщо швидкість розчинення при рН 4,5 є занадто низькою, її можна збільшити шляхом зменшення кількості SiO2, але тоді може стати необхідним для збереження властивостей розплаву збільшення кількості АІ 2О 3 (і/або додавання компоненти, наприклад Р2О5). Кількість SiO2 звичайно становить, принаймні, 32%, часто, у крайньому разі, 34% і переважно, принаймні, 35%. Звичайно ця кількість становить нижче 47% і переважно нижче 45% і часто 38-42%. Однак коли кількість АІ2О 3 становить не більше 16%, переважними є кількості від 42 до 47%. Коли кількість оксиду лужного металу є відносно невеликою, гарну розчинність при рН 4,5 можна одержати з АІ2О3 в кількості більше 16 або 17%, головним чином у кількості, принаймні, 18%, але краще, принаймні, 20% і часто, принаймні, 24%. Звичайно вона становить менш 28% і краще менш 26%. Часто кращими є кількості 20-23%. Однак, коли кількість оксиду лужного металу є відносно високою (наприклад, принаймні, 7% Na2O+K2O), гарна розчинність при рН 4,5 може бути одержана з АІ2О 3 в кількості менш 16, наприклад, у кількості 13-15%. Кількість АІ2О3 становить звичайно, принаймні, 18%, часто, принаймні, 19%, але краще, принаймні, 20%, і часто, принаймні, 24%. Звичайно вона становить менш 28% і краще менш 26%. Часто є кращими кількості від 20 до 23%. Загальна кількість SiO2+AI2O 3 становить звичайно від 55 до 75%, звичайно, принаймні, 56% і краще, принаймні, 57%. В кращих продуктах вона часто становить більш 60%, найкраще, принаймні, 61 або 62%. Звичайно вона становить менш 70% або 68% і краще менш 65%. Коли кількість АІ2О 3 становить не більш 16%, кількість SiO2+AI2 O3 часто становить 56-60%. Кількість СаО звичайно становить, принаймні, 14% і краще, принаймні, 18%. Звичайно вона менш 28% і краще менш 25%. Часто є кращими кількості від 14 до 20%. Кількість МgО становить, принаймні, 5%, краще, принаймні, 6% і часто, принаймні, 8%. Звичайно вона менш 15%, краще менш 11%. Коли кількість АІ2О3 становить не більш 16%, кількість МgО становить принаймні 5-11%. Кількість FeO звичайно становить, принаймні, 3% і краще, принаймні, 5%. Звичайно вона нижче 12%, краще нижче 10% і найкраще нижче 8%. Часто кращими є кількості 5-7%. Загальний вміст CaO+MgO+FeO краще становить від 25 до 40%. Композиція часто включає ТіО2 в кількості до 3% або 4%, звичайно до 2%. Кількість ТiO2 становить звичайно, принаймні, 0,2%, часто, принаймні, 0,5 або 1%. В композиції можуть бути присутніми безліч інших елементів у будь-якій кількості, яка не впливає на бажані властивості. Прикладами інших елементів, що можуть бути включені, є Р2О5, В 2О 3, BaO, ZrO2 , MnO, ZnO, i V2 O5 . Для того, щоб відрегулювати властивості розплаву або розчинність, часто бажано включити Р2О5 і/або В2О3 . Загальна кількість Р2О5 і В2О 3 становить звичайно не більш 10%. Кількість Р2О6 звичайно більш кількості В2О3 і звичайно становить, принаймні, 1% або 2%. В2О3 часто відсутній. Краще присутні від 1 до 8%, звичайно від 1 до 5%, Р2О5 і від 0 до 5% В2 О3 (часто від 1 до 4% В 2О3). Загальна кількість таких різних інших елементів становить звичайно менш 15% і часто менш 10% або 8%. Кількість будь-якого іншого присутнього елемента звичайно становить не більш 2% крім Р2О5 і/або В2О3 , які можуть бути присутніми в більших кількостях, чим ті, що згадувалися ви ще. Розплав може мати звичайні кристалізаційні властивості, але коли кристалізацію бажано звести до мінімуму, цього можливо досягнути шля хом включення магнію, причому у досить невеликій кількості, наприклад, у кількості від 2 до 6%. Коли бажано забезпечити волокна підвищеною вогнестійкістю, тоді звичайно бажано включити FeO, кількість якого тоді краще становить, принаймні, 6%, наприклад до 8% або вище, наприклад 10%, і кількість МgО буде становити, принаймні, 8%. Склад композиції є краще такий, щоб волокна мали швидкість розчинення при рН 4,5, принаймні, 25 і, краще, принаймні, 40нм на день. Бажано, щоб швидкість розчинення була настільки високою, наскільки це можливо (при збереженні адекватної вологості і теплостійкості), але, як правило, не є необхідним, щоб вона була ви ще 150 або 100нм на день, і звичайно вона становить менш 80нм на день. Хоч висока швидкість розчинення при рН 7,5 пропонується як бажана властивість (як показник утверджуваної біорозкладаності), в дійсності, вона часто є небажаною, оскільки свідчить про погану стійкість до атмосферних впливів у вологи х умовах. Розчинність у легенях при рН 7,5 не є винятково необхідним для волокон, що біорозкладаються. Волокна краще мають швидкість розчинення у розчині Гембла при рН 7,5 менш 25 і найкраще менш 15нм на день. В'язкість композиції при 1400°С становить звичайно, принаймні, 12 або 15 пуаз, і краще, принаймні, 18 пуаз. Хоч вона може становити, наприклад, 60 пуаз, звичайно вона становить менш 40 пуаз і краще не більш 30 пуаз. Коли бажано, щоб волокна мали високу вогнестійкість, склад є краще такий, щоб температура спікання становила, принаймні, 800°С і краще, принаймні, 1000°С. Температура ліквідусу становить звичайно, принаймні, 1200°С, але частіш, принаймні, 1240°С. Вона може становити, наприклад 1400°С, але краще не більш 1340°С. Перевага застосування розплавів з помірним вмістом алюмінію, які призначені для використання у винаході, полягає в тому, що в композицію можуть бути включені легкодоступні матеріали, що мають помірний вміст алюмінію, наприклад гірські породи, пісок і відходи. Внаслідок цього можливо звести до мінімуму необхідність у застосуванні дорогих матеріалів з високим вмістом оксиду алюмінію, наприклад бокситу або каоліну, і в той же час звести до мінімуму необхідність у застосуваннi дорогих матеріалів з дуже низьким вмістом оксиду алюмінію, наприклад крем'янистого піску або олівінового піску, залізної руди і т.п. Однак, за бажанням, ці більш дорогі матеріали можуть бути тим не менш використані. Типові легко доступні матеріали з середнім вмістом оксиду алюмінію, які можуть бути застосовані як частини або як вся композиція, включають анортозит, фоноліт і габрос. Композицію звичайно утворюють шляхом змішування відповідної кількості гірської породи, що зустрічаються у природі, і пісків, наприклад анортозиту, габросу, вапняку, доломіту, діабазу, апатиту, борвмісних матеріалів і відходів, наприклад відходів мінеральної вати, алюмосилікатів, шлаку, зокрема шлаків з високим вмістом оксиду алюмінію (20-30%), наприклад шлаку у сталерозливному ковші, формувальної суміші, пилу фільтрів, леткої золи, нелеткого залишку і відходів з високим вмістом оксиду алюмінію з виробництва вогнетривких матеріалів. Композицію можна перетворити на розчин звичайним способом, наприклад, у печі, що нагрівається газом, або у електричній печі або у вагранці. Перевага винаходу полягає у тому, що композиція легко може мати прийнятно низьку температуру ліквідусу (при збереженні адекватної в'язкості при 1400°С) і це допомагає звести до мінімуму кількість енергії, яку треба для утворення розплаву. Розплав можна у звичайний спосіб перетворити на волокна, наприклад, шляхом формування волокна з витягуванням у лійках або шляхом каскадного роторного процесу, який описано, наприклад, у WO 92/06047. Волокна винаходу можуть мати будь-який придатний діаметр та довжину. У цьому винаходу швидкість розчинення визначають з використанням такого протоколу випробувань. 300мг волокон помістили до поліетиленових ємностей, що містять 500мл модифікованого розчину Гембла (тобто з комплексоутворювачами), відповідно встановили рН 7,5 або 4,5. Один раз на день рН контролювали і, якщо було потрібно, регулювали за допомогою НСІ. Випробування проводили протягом одного тижня. Ємність утримували у водяній бані при температурі 37°С і двічі на день сильно струшували. Через один день та через чотири дні брали аліквоти розчину і аналізували на вміст кремнію на атомному абсорбційному спектрофотометрі Перкіна-Елмера. Модифікований розчин Гембла мав такий склад: г/л МgСІ2·6Н2 О 0,212 NaCI 7,120 СаСІ2·2Н2О 0,029 Na2SO4 0,079 Na2HPO4 0,148 NaHCO3 1,950 (Nа2-тартрат)·2Н2О 0,180 (Nа3-цитрат)·2Н2О 0,152 90% молочна кислота 0,156 Гліцин 0,118 Піруват Na 0,172 Формалін 1мл Розподіл діаметра волокон визначали для кожної проби шляхом вимірювання діаметра, принаймні, 200 окремих волокон за допомогою переривчатого способу і растрового електронного мікроскопа (зі збільшенням 1000х). Для підрахунку питомої поверхні проб волокна використовували показання вимірювального приладу, при цьому брали до уваги густин у волокон. На основі розчинення SiO2 (розчинення сітки) обчислили питому густин у розчиненої речовини і встановили швидкість розчинення (нм/день). Обчислення здійснювали на основі вмісту у волокнах SiO2, питомої поверхні і розчиненої кількості Si. У цьому опису температуру спікання визначали за допомогою такого протоколу випробувань. Пробу мінеральної вати (5x5x7,5см), що складається з досліджуваної композиції волокна, помістили до попередньо нагрітої до 700°С печі. Через 1,5 години витримування оцінили усадку та спікання проби. Кожен раз процес повторювали зі свіжою пробою і при температурі печі на 50°С вище попередньої температури печі доти, доки визначили максимальну температуру печі, при якій не спостерігали спікання або при якій була відсутня надлишкова усадка проби. У цьому опису у відповідності до методики Боттінга та Вейла, American Journal of Science,Volume 272, Ma y 1971, page 455-475, обчислили в'язкість у пуазах при 1400°С. Нижче наведені приклади здійснення винаходу. Композиції утворили шляхом змішування відповідних порцій вихідних матеріалів, які показані в таблиці, розплавили у тигельній печі і за допомогою методу каскадного формування перетворили на волокно. Аналіз композицій та їх властивості наведені у наступній таблиці. У винаході будь-яка з композицій А-Х може бути оцінена як придатна, і її обирають для наступного виробництва MMVF-продуктів, які маркірують як продукти, що мають добру біологічну розчинність. Кращими є такі, що мають в'язкість більш 20 і розчинність при рН 4,5 більш 30. Продукт 1 є подібним до комерційної шлакової вати і показує погану в'язкість. Продукт 2 є продуктом з високим вмістом алюмінію, але співвідношення усіх компонентів є такими, що в'язкість розплаву для звичайного формування буде надто високою. Продукт 3 є подібним до звичайної кам'яної вати із звичайними добрими властивостями, але він має дуже низьку швидкість розчинення при рН 4,5. Тому продукти 1, 2 та 3 не обирають для використання у виробництві біологічно розчинних MMV-волоконних продуктів. Обрані волокна можуть бути забезпечені у будь-якій із загальноприйнятих для MMV-волокон форм. Таким чином, їх можна забезпечити у вигляді продукту, що складається з розпушених незв'язаних волокон. Частіше їх забезпечують клеючою речовиною, наприклад, в результаті формування волокон та зв'язування їх у звичайний спосіб. Звичайно продукт затверджує в вигляді пластини, листа або іншого формованого виробу. Продукти можуть бути одержані для будь-якої із загальноприйнятих цілей, з якими використовують MMV-волокна, наприклад, у вигляді пластин, листів, трубок або інших формованих продуктів, які служать як теплоізоляція, пожежна ізоляція або засоби зниження та регулювання шум у, або у вигляді відповідних форм для застосування як середовище росту сільськогосподарських культур, або у вигляді вільних волокон для зміцнення цементу, пластиків або інших продуктів, або як наповнювач.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

An artificially obtained glas fiber

Назва патенту російською

Искусственно полученное стеклянное волокно

МПК / Мітки

МПК: C03C 13/00

Мітки: отримане, штучної, скляне, волокно

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-63944-shtuchno-otrimane-sklyane-volokno.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Штучно отримане скляне волокно</a>

Подібні патенти