Спосіб одержання штучних скловолокон та продукт,що містить ці волокна
Номер патенту: 46749
Опубліковано: 17.06.2002
Автори: Єнсен Сорен Лунд, Крістенсен Вермунд Руст, Гульдберг Маріанна
Формула / Реферат
1. Способ получения искусственных стеклянных волокон, включающий образование одного или нескольких расплавов минеральной композиции и формирование из одного или каждого расплава волокон, отличающийся тем, что для одной или каждой композиции определяют вязкость вещества композиции и скорость растворения вещества композиции при рН в диапазоне 4 - 5, выбирают такую композицию, которая имеет вязкость при 1400°С от 10 до 70 пуаз, скорость растворения по меньшей мере 20 нм в день при рН 4,5 и температуру спекания по меньшей мере 800 °С и которая включает оксиды в % по весу:
SiО2
от 32 до 48
Аl2O3
от 16 до 30
СаО
от 10 до 28
MgO
от 2 до 20
FeO
от 2 до 15
Na2O+K2O
не более 12
ТіO2
не более 4
другие элементы
не более 8,
и из выбранной композиции формируют искусственные стеклянные волокна.
2. Продукт, содержащий искусственно полученные стеклянные волокна, отличающийся тем, что волокна образованы из композиции, имеющей состав из оксидов, который включает оксиды в % по весу:
SiO2
от 32 до 48
Аl2O3
от 16 до 30
СаО
от 10 до 28
MgO
от 2 до 20
FeO
от 2 до 15
Na2O+K2O
от 6 до 12
ТiO2
не более 4
другие элементы
не более 8,
при этом вещество композиции имеет вязкость при 1400°С от 10 до 70 пуаз, скорость растворения при рН 4,5, равную по меньшей мере 20 нм в день, и температуру спекания по меньшей мере 800°С.
3. Продукт по п. 2, отличающийся тем, что количество MgO составляет от 5% до 20%.
4. Продукт по п.2 или 3, отличающийся тем, что количество железа, измеренного в виде FeO, составляет от 5 % до 10 %.
5. Продукт по любому из пп. 2 - 4, отличающийся тем, что количество SiО2 составляет от 32% до 45 %.
6. Продукт по любому из пп. 2 - 4, отличающийся тем, что количество Na2O + K2O составляет от 6 % до 10%.
Текст
1 Способ получения искусственных стеклянных волокон, включающий образование одного или нескольких расплавов минеральной композиции и формирование из одного или каждого расплава волокон, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для одной или каждой композиции определяют вязкость вещества композиции и скорость растворения вещества композиции при рН в диапазоне 4 - 5, выбирают такую композицию, которая имеет вязкость при 1400°С от 10 до 70 пуаз, скорость растворения по меньшей мере 20 нм в день при рН 4,5 и температуру спекания по меньшей мере 800 °С и которая включает оксиды в % по весу SiO 2 А12О3 от 10 до 28 от 2 до 20 от 2 до 15 Na 2 O+K 2 O не более 12 ТЮ2 не более 4 другие элементы не более 8, и из выбранной композиции формируют искусственные стеклянные волокна 2 Продукт, содержащий искусственно полученные стеклянные волокна, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что волокна образованы из композиции, имеющей состав из оксидов, который включает оксиды в % по весу SiO 2 от 32 до 48 от 16 до 30 А12О3 от 10 до 28 СаО от 2 до 20 МдО от 2 до 15 FeO Na 2 O+K 2 O от 6 до 12 ТЮ2 не более 4 не более 8, другие элементы при этом вещество композиции имеет вязкость при 1400°С от 10 до 70 пуаз, скорость растворения при рН 4,5, равную по меньшей мере 20 нм в день, и температуру спекания по меньшей мере 800°С 3 Продукт по п 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количество МдО составляет от 5% до 20% 4 Продукт по п 2 или 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количество железа, измеренного в виде FeO, составляет от 5 % до 10 % 5 Продукт по любому из пп 2 - 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количество SiO 2 составляет от 32% до 45 % 6 Продукт по любому из пп 2 - 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количество Na 2 O + К 2 О составляет от 6 % до 10% СаО МдО FeO от 32 до 48 от 16 до 30 Это изобретение относится к искусственно полученным стекловидным волокнам (MMVF), которые являются прочными при использовании и выгодными в биологическом отношении MMV волокна получают из стекловидного расплава, например из расплава горных пород, шлакового расплава, расплава стекла или других расплавов Расплав образуют путем плавления в печи минеральной композиции, имеющей желательный состав Такую композицию для получения желательного состава обычно образуют путем смешивания горных пород или минералов Минеральная ком q (О 46749 кой Другая проблема состоит в том, что высокая позиция часто состоит из оксидов, с включением скорость растворения при рН 7,5 может привести к по крайней мере, 32% S1O2, менее 30% AL2O3 и, по пониженной прочности во влажных условиях, кокрайней мере, 10% СаО Элементный состав, приторые могут существовать вне установки веденный в описании, представлен в % по весу и Кроме испытаний in vitro,проводились также в пересчете на оксиды Оксид железа может быть исследования in vivo Так например, Обердорстер смесью FeO и РегОз.но в данном описании он в VDI Benchte 853, 1991 стр 17-37 показал, что представлен в виде FeO очистка волокон из легких включает два основных Для получения эффективного и экономически механизма, а именно растворение в рядом наховыгодного образования расплава в печи и волокон дящейся нейтральной легочной жидкости и расиз расплава необходимо, чтобы композиция во творение в кислой среде (поддерживаемой при рН время процесса образования волокна имела соотот 4,5 до 5), созданной вокруг волокон, окруженветствующую температуру ликвидуса и подходяных макрофагами в легком Полагают, что макрощую вязкость Эти требования налагают огранифаги способствуют удалению волокон из легких за чения на выбор подвергаемой расплавлению счет содействия локальному растворению близкомпозиции лежащей волоконной зоны, что приводит к ослабХотя не существует научных доказательств, лению и разрыву волокон, уменьшению средней подтверждающих, что производство и применение длины волокон, вследствие этого макрофаги приMMV волокон связано с определенным риском обретают способность к поглощению и транспордля здоровья, коммерческие интересы заставили тировке укороченных волокон из легкого Этот производителей обеспечивать такие MMV волокмеханизм проиллюстрирован в статье Мормото и на, которые сохраняют необходимые физические др Оссир Environ Med 1994, 51, 62-67 и главным свойства MMV волокон (например, прочность при образом на фиг 3 и 7 и в статьях Луото и др в повышенных температурах и во влажных условиEnvironmental Re_search 66 (1994) 198 - 207 и ях), но которые при этом обладают повышенной Staub-Reinhaltung der Luft (1992) 419-423 биологической безопасностью Это утверждение о повышенной безопасности Обычные стекловолокна и многие заявленные обычно основано на испытании in vitro, при котоMMV волокна, обладающие повышенной раствором рассматривают скорость растворения волокон римостью в легочной жидкости (при рН 7,5), имеют в жидкости, которая предназначена для моделихудшую растворимость при рН 4,5, чем при рН 7,5 рования легочной жидкости, например в растворе и поэтому разрушение с помощью макрофагов Гэмбла с рН от 7,4 до 7,8 Следствием повышенпредположительно не будет в значительной стеной скорости растворения при рН 7,5 является тот пени содействовать укорочению и окончательному факт, что волокна обычно при этом будут иметь удалению волокон из легкого пониженную влагоустойчивость Существующие MMV волокна, образованные из горных пород, шлака и других смесей с относиВо многих опубликованных заявках на патент тельно высоким содержанием щелочноземельных описаны волокна, которые обладают повышенной металлов, могут иметь более высокую скорость скоростью растворения при испытании in vitro, растворения при рН 4,5, чем при рН 7,5, но при ОНИ представлены, например, в WO 87/05007, этом они имеют склонность к образованию расWO 89/12032, ЕР 412878, ЕР 459897, WO плавов с низкой вязкостью Существующие волок92/09536, WO 93/22251 и W0 94/14717 на не обладают удовлетворительным сочетанием Отличительная особенность многих таких заяскорости растворения при рН 4 5 и свойств расвок на патент и волокон, которые, как утверждаетплава Волокна, на которые обычно ссылаются как ся, обладают повышенной скоростью растворения на предпочтительные па основе испытаний in vitro при таких испытаниях in vitro, состоит в том, что имеют склонность обладать низкой вязкостью волокна должны иметь пониженное содержание расплава, когда они имеют необходимое низкое алюминия Так например, в WO 87/05007 указывасодержание алюминия Низкая вязкость расплава ется, что количество алюминия должно быть ниже неизбежно приводит к уменьшению эффективно10% Содержание алюминия в каменной вате и сти производства по сравнению с обычным произшлаковой вате обычно находится в диапазоне от 5 водством до 15% (в % по весу в пересчете на AL2O3) и многие из этих биологически подходящих волокон Эти недостатки в определенной мере, но не имеют содержание алюминия ниже 4% и часто полностью устранены в выбранном нами в качестниже 2% Известно, что для ве прототипа техническом решении, раскрытом в описании к патенту Франции FR2662687 от повышения скорости растворения при прове06 12 1991 года, где приводятся сведения о сподении испытания при рН 7,5 в композиции с низсобе производства стекловидных волокон и их ким содержанием AL2O3 включают фосфор состава Проблема, которая возникает при получении таких волокон с низким содержанием AL2O3 (кроме Указанный способ предполагает получение неуверенности в их пригодности в биологическом волокон методом свободного центрифугирования отношении) состоит в том, что свойства расплава из расплава преимущественно оксидов кремния, не являются полностью удовлетворительными щелочноземельных металлов, титана и алюмидля производства волокон в обычной или легко ния, соотношение которых, по мнению авторов приспособляемой для формования волокон аппарешения - прототипа позволяет достичь несколько ратуре Так, например, вязкость более высоких показателей в отношении растворимости волокон и технологичности их производрасплава при температурах, подходящих для ства формования волокон, может быть довольно низ 46749 По мнению авторов изобретения упомянутые показатели могут быть существенно улучшены В основу изобретения положена задача разработать такой состав волокон и способ их производства, которые обеспечивали бы, путем подбора содержания компонентов и вязкости расплава при центрифугировании, наилучшую биологическую растворимость и, в тоже время, высокую технологичность и производительность их изготовления Поставленная задача решается благодаря тому, что, в соответствии с изобретением мы используем волокна, которые имеют скорость растворения, измеренную при рН от 4 до 5, равную, по крайней мере, 20нм в день, и которые образованы из композиции, имеющей вязкость расплава при 1400°С 1 0 - 7 0 пуаз Так например, скорость растворения при рН 4 5 может составлять, по крайней мере, 30 или даже, по крайней мере, 50НМ в день или более Сочетание вязкости расплава и растворимости при рН 4,5 означает, что мы используем расплав, который является пригодным для получения волокон общепринятыми методами и что можно получить волокна, которые являются биологически растворимыми при рН 4,5 Новизна состоит в получении или выборе волокон в соответствии с таким сочетанием, и при этом многие такие волокна имеют новый состав По предпочтительному аспекту изобретения мы определяем вязкость расплава и скорость растворения волокон при рН в диапазоне 4 - 5 одной или нескольких композиций, мы выбираем композицию, которая имеет вязкость расплава при 1400 °С от 10 до 70 пуаз, которая обеспечивает волокна, имеющие скорость растворения при рН 4,5, по крайней мере, 20нм в день и которая имеет состав в % по весу в пересчете на оксиды, включающий Si0 2 от 32 до 48% А1 2 0 3 от 10 до 30% СаО от 10 до 30% МдО от 2 до 20% FeO от 2 до 15% Na20+K20 от 0 до 12% ТЮ2 от 0 до 6% Другие элементы от 0 до 15% и из такой композиции мы получаем волокна В соответствии с изобретением неожиданно оказалось, возможным обеспечить волокна, которые имеют при рН 4,5 значительную скорость растворения, вследствие этого облегчается очистка легких за счет макрофагов (таким образом оказывается содействие подлинной биоразлагаемости), даже если волокна могут иметь низкую или умеренную скорость растворения при рН 7,5 Это обеспечивает сохранение высокой устойчивости во влажных условиях (без утраты биоразлагаемости) Волокна могут иметь обычные свойства расплава, температуру ликвидуса, скорость кристаллизации и вязкость расплава Волокна можно образовывать с использованием дешевых исходных материалов Другое преимущество волокон состоит в том, что когда они подвергаются воздействию влажности и конденсационной воды, образовавшийся полученный раствор, содержащий продукты рас творения, имеет повышенные значения рН, но волокна при этом могут иметь пониженную растворимость при повышенном значении рН и поэтому они являются менее растворимыми и обладают повышенной прочностью Изобретение включает все MMVF продукты, полученные из композиции, имеющей вязкость расплава при 1400°С 1 0 - 7 0 пауз, при этом производство или продажа или применение включают измерение или ссылку на измерение растворимости при рН около 4,5 (например при рН от 4 до 5) и/или в среде макрофагов в легком независимо от измерения скорости растворения во время действительного производства таких продуктов Волокна предпочтительно имеют вышеприведенный состав Изобретение включает применение заявленной композиции для способствования удалению MMVF волокон из легких человека Изобретение также включает применение заявленных волокон для придания способности к отторжению из легких человека Изобретение включает MMVF продукты, включающие MMV волокна, полученные из композиции, которую выбирают с целью обеспечения заявленной растворимости Так например, оно включает измерение растворимости при рН 4 - 5 и вязкости расплава одной или нескольких композиций и выбор композиции частично или полностью на основе наблюдений вязкости расплава и значения растворимости при рН 4 - 5 и применение композиций, имеющих тот же самый или по существу тот же самый состав для получения MMVF продуктов Любые отклонения в составе должны быть достаточно малыми для того, чтобы они в значительной степени не изменяли растворимость при рН 4 - 5 При проведении измерений для обеспечения выбора получаемых волокон растворимость можно определить при любом рН (обычно в диапазоне от 4 до 5), который коррелируется с рН 4,5 Вязкость расплава можно определить или путем вывода из полученных данных или путем измерения и/или вычисления при любой температуре (обычно в диапазоне 1370 - 1450°С) , которая дает значение, которое коррелируется со значением при 1400°С Выбор композиции не осуществляют в том же самом месте или примерно в то же самое время, когда осуществляют коммерческое получение с использованием выбранной композиции Поэтому производитель может проводить испытания или субсидировать проведение испытаний другими лицами для того, чтобы определить растворимость и использовать информацию из этих испытаний как часть основы для выбора композиции, которую используют для коммерческого производства волокон Изобретение включает продукты, имеющие указанный выше состав, их образуют из композиции, имеющей указанную вязкость расплава, и эти продукты маркируют или продают как продукты, имеющие определенную скорость растворения при рН 4 - 5 Изобретение включает упаковки, которые содержат MMV волокна и которые имеют этикетку или вкладыш, или которые продают с рекламой, где содержится информация о раство 8 7 46749 римости при рН в диапазоне 4 - 5 или в среде ся слишком низкой, ее можно увеличить путем макрофагов, или о методе испытаний, которым уменьшения количества S1O2, но тогда может измеряли такую растворимость стать необходимым для сохранения свойств расплава увеличение количества AL2O3 (и/или добавИзобретение включает новые MMVF продукление компонента, например, F2O5) ты Они включают MMVF средуроста сельскохозяйственных культур и волокнистые наполнители, Количество S1O2 обычно составляет, по крайгде волокна являются такими, как они определены ней мере, 32%, часто, по крайней мере, 34% и в изобретении предпочтительно, по крайней мере, 35% Обычно это количество составляет ниже 47% и предпочтиОдним классом новых волокон являются вотельно ниже 45% и часто 38-42% Однако когда локна, имеющие растворимость, вязкость расплаколичество AL2O3 составляет не более 16%, предва и состав композиции приведенные выше, за почтительными являются количества от 42 до исключением того, что количество AL2O3 состав47% ляет, по крайней мере, 18% Другие пригодные волокна имеют содержание AL2O3 выше 16% ЧасКоличество AL2O3 обычно составляет, по то оно составляет более 19 или 20%, например до крайней мере, 12% и предпочтительно, по крайней 26 или 28% В волокнах, имеющих содержание мере, 13% Когда количество оксида щелочного AL2O3 выше 16%, общее количество оксидов щеметалла является относительно небольшим, холочных металлов (ЫагО + КгО) обычно составлярошую растворимость при рН 4 5 можно получить ет, по крайней мере, 1% и предпочтительно, по с АІ_гОз в количестве более 16 или 17%, главным крайней мере, 2%, до 7 или 10% или более Когда образом в количестве, по крайней мере, 18%, но количество AL2O3 выше 16%, тогда количество предпочтительно, по крайней мере, 20% и часто, оксидов щелочных металлов составляет менее по крайней мере, 24% Обычно оно составляет 5% и предпочтительно менее 3% Эти волокна менее 28% и предпочтительно менее 26% Часто могут иметь высокую огнестойкость и другие являются предпочтительными количества 20-23% улучшенные механические свойства Когда эти Однако, когда количество оксида щелочного месвойства не имеют большого значения, волокна, талла является относительно высоким (например, имеющие пригодную растворимость при рН 4,5, по крайней мере, 7% №гО + КгО) хорошая расмогут быть получены с AL2O3 в количествах не творимость при рН 4,5 может быть получена с менее 16% №гО + КгО и с в количестве более 6 АІ_гОз в количестве менее 16, например, в количеили 7%, например в количестве от 8 до 12%, стве 13-15% обычно в количестве 8 -10% Количество АІ_гОз составляет обычно, по Другим классом новых волокон являются вокрайней мере, 18%, часто, по крайней мере, 19%, локна, которые предпочтительно имеют раствоно предпочтительно, по крайней мере, 20%, и часримость и вязкость расплава, приведенные выше, то, по крайней мере, 24% Обычно оно составляет и которые имеют указанный выше общий состав, меньше 28% и предпочтительно менее 26% Часто за исключением того, что содержание оксидов являются предпочтительными количества от 20 до щелочных металлов (№гО + КгО) составляет бо23% лее 6%, а количество АІ_гОз обычно составляет Общее количество S1O2 + АІ_гОз составляет 12-18% и часто не более 16%, предпочтительно обычно от 55 до 75%, обычно, по крайней мере, 13-16% Часто композиция содержит 0,5-4% 56% и предпочтительно, по крайней мере, 57% В ТЮг обычно 1-2% ТЮг №гО обычно обеспечивапредпочтительных продуктах, оно часто составляют в количестве, по крайней мере, 5% и часто, по ет более 60%, наиболее предпочтительно, по крайней мере, 7% Общее количество оксидов крайней мере, 6 1 % или 62% Обычно оно составщелочных металлов (ЫагО + КгО) предпочтительляет менее 70% или 68% и предпочтительно мено составляет 8 -12%, часто 8 -10% нее 65% Когда количество AL2O3 составляет не более 16%, количество S1O2 + AL2O3 часто соМожно выбрать элементный состав в предеставляет 56-60% лах данного диапазона таким образом, чтобы получить определенное сочетание вязкости расплаКоличество СаО обычно составляет, по крайва и скорости растворения при рН 4,5 Кроме того, ней мере, 14% и предпочтительно, по крайней можно выбрать такой состав, чтобы состав и вомере, 18% Обычно оно менее 28% и предпочтилокна находились в соответствии с другими третельно менее 25% Часто являются предпочтибуемыми свойствами, такими как температура тельными количества от 14 до 20% ликвидуса и температура спекания Количество МдО обычно составляет, по крайней мере, 5%, предпочтительно, по крайней мере, Было найдено, например, что вязкость при 6% и часто, по крайней мере, 8% Обычно оно 1400°С какого-либо определенного расплава явменее 15%, предпочтительно менее 11% ляется слишком высокой, тогда ее можно уменьКогда количество AL2O3 составляет не более шить путем уменьшения общего количества S1O2 + 16%, количество AL2O3 Аналогично, если вязкость расплава является слишком низкой, тогда ее можно увеличить МдО составляет предпочтительно 5 - 1 1 % путем увеличения общего количества S1O2 + AL2O3 Количество FeO обычно составляет, по крайобычно в диапазоне от 55 до 75%, часто от 60 до ней мере, 3% и предпочтительно, по крайней ме75%, или путем увеличения количества оксида ре, 5% Обычно оно ниже 12%, предпочтительно щелочного металла Подобно можно уменьшить ниже 10% и наиболее предпочтительно ниже 8% вязкость путем увеличения общего количества Часто предпочтительными являются количества оксида щелочноземельного металла и FeO 5-7% Если скорость растворения при рН 4 5 являетОбщее содержание СаО + MgO + FeO пред 46749 10 более 30 пуаз Когда желательно, чтобы волокна имели высокую огнестойкость, анализ является предпочтительно таким, чтобы температура спекания составляла, по крайней мере, 800°С и предпочтительно, по крайней мере, 1000°С Температура ликвидуса составляет обычно, по крайней мере, 1200°С, но чаще, по крайней мере, 1240°С Она может составлять, например 1400 °С, но предпочтительно не более 1340°С Преимущество применения расплавов с умеренным содержанием алюминия, которые предназначены для использования в изобретении, состоит в том, что в композицию могут быть включены легкодоступные материалы, имеющие умеренное содержание алюминия, например горные породы, песок и отходы Вследствие этого можно свести к минимуму необходимость в применении дорогостоящих материалов с высоким содержанием оксида алюминия, например боксита или каолина, и в то же время свести к минимуму необходимость в применении дорогостоящих материалов с очень низким содержанием оксида алюминия, например кремнистого песка или оливинового песка, железной руды и т п Однако по желанию, эти более дорогостоящие материалы, могут быть тем не менее использованы Типичные легко доступные Расплав может иметь обычные кристаллизаматериалы со средним содержанием оксида алюционные свойства, но когда кристаллизацию жеминия, которые могут быть использованы в качелательно свести к минимуму, этого можно достигстве части или в качестве всей композиции, вклюнуть путем включения магния, причем в чают анортозит, фонолит и габрос достаточно небольшом количестве, например в почтительно составляет от 25 до 40% Композиция часто включает ТЮг в количестве до 3% или 4%, обычно до 2% Количество ТЮг составляет обычно, по крайней мере, 0,2%, часто, по крайней мере, 0,5 или 1% В композиции может присутствовать множество других элементов в любом количестве, которое не влияет на желательные свойства Примерами других элементов, которые могут быть включены, являются Р2О5, В2О3, BaO, ZrO2, MnO, ZnO и V 2 0 5 Для того, чтобы отрегулировать свойства расплава или растворимость, часто желательно включить Р2Об и/или В2Оз Общее количество Р2Об и В2Оз составляет обычно не более 10% Количество Р2Об обычно больше количества В2Оз и обычно составляет, по крайней мере, 1% или 2% В2Оз часто отсутствует Предпочтительно присутствует от 1 до 8%, обычно от 1 до 5% Р2Об и от О до 5% В2О3 (часто от 1 до 4% В2О3) -Общее количество таких различных других элементов составляет обычно менее 15% и часто менее 10% или 8% Количество любого другого присутствующего элемента обычно составляет не более 2%, кроме Р2Об и/или В2Оз, которые могут присутствовать в больших количествах, чем те, которые упоминались выше количестве от 2 до 6% Когда желательно обеспечить волокна, обладающие повышенной огнестойкостью, тогда обычно желательно включить FeO , количество которого тогда предпочтительно составляет, по крайней мере, 6%, например до 8% или выше, например 10%, и количество МдО будет составлять, по крайней мере, 8% Состав композиции является предпочтительно таким, чтобы волокна имели скорость растворения при рН 4,5, по крайней мере, 25, и предпочтительно, по крайней мере, 40нм в день Желательно, чтобы скорость растворения была настолько высокой, насколько это возможно, (при сохранении адекватной влажности и теплостойкости), но как правило, не является необходимым, чтобы она была выше 150 или ЮОнм в день, и обычно она составляет менее 80нм в день Хотя высокая скорость растворения при рН 7,5 предлагается в качестве желательного свойства (как показатель утверждаемой биоразлагаемости), в действительности, она часто является нежелательной, так как свидетельствует о плохой стойкости к атмосферным воздействиям во влажных условиях Растворение в легких при рН 7,5 не является исключительно необходимым для биоразлагаемых волокон Волокна предпочтительно имеют скорость растворения в растворе Гэмбла при рН 7,5 менее 25 и наиболее предпочтительно менее 15нм в день Вязкость композиции при 1400°С составляет обычно, по крайней мере, 12 или 15 пуаз, и предпочтительно, по крайней мере, 18 пуаз Хотя она может составлять, например, 60 пуаз, обычно она составляет менее 40 пуаз и предпочтительно не Композицию обычно образуют путем смешивания соответствующих количеств встречающихся в природе пород и песков, например анортозита, габроса, известняка, доломита, диабаза, апатита, борсодержащих материалов и отходов, например отходов минеральной ваты, алюмосиликатов, шлака, в частности шлаков с высоким содержанием оксида алюминия (20-30%), например шлака в сталеразливочном ковше, формовочной смеси, пыли фильтров, летучей золы, нелетучего остатка и отходов с высоким содержанием оксида алюминия из производства огнеупорных материалов Композицию можно превратить в расплав обычным способом, например, в нагреваемой газом печи или в электрической печи или вагранке Преимущество изобретения состоит в том, что композиция может легко иметь приемлемо низкую температуру ликвидуса (при сохранении адекватной вязкости при 1400°С) и это помогает свести к минимуму количество энергии, которое необходимо для образования расплава Расплав можно обычным способом превратить в волокна, например путем формования волокна с вытягиванием в воронках или путем каскадного роторного процесса, который описан, например, в WO 92/06047 Волокна изобретения могут иметь любой подходящий диаметр и длину В этом изобретении скорость растворения определяют с использованием следующего протокола испытаний 300мг волокон поместили в полиэтиленовые емкости, содержащие 500мл модифицированного раствора Гэмбла ( т е с комплексообразователями), соответственно установили рН 7,5 или 4,5 11 46749 12 Один раз в день рН контролировали, и, если было Боттинга и Вейла, American Journal of Science необходимо, регулировали с помощью HCI Volume 272, May 1971, page 455 - 475 вычислили вязкость в пуазах при 1400°С Испытания проводили в течение одной недели Емкость держали в водяной бане при темпераНиже приведены примеры осуществления туре 37°С и дважды в день сильно встряхивали изобретения Через один день и через четыре дня брали аликКомпозиции образовали путем смешивания воты раствора и анализировали на содержание соответствующих порций исходных материалов, кремния на атомном абсорбционном спектрофокоторые показаны в таблице, расплавили в титометре Перкина-Элмера гельной печи и с помощью метода каскадного формования превратили в волокно Анализ комМодифицированный раствор Гэмбла имел позиций и их свойства приведены в последующей следующий состав таблице В изобретении любая из композиций А г/л X может быть оценена как подходящая и ее выби0 212 MgCI2 6H20 рают для последующего производства MMVF про7 120 NaCI дуктов, которые маркируют как продукты, обла0 029 СаС12-2Н20 л дающие хорошей биологической растворимостью 0 079 Л а З'Оу Предпочтительными являются такие, которые 0 148 NaJfiP04 имеют вязкость более 20 и растворимость при рН 1 950 NaHC03 4,5 более 30 0 180 (Na2 -тартрат) 2Н20 0 152 (Ыаз -нитрат) *2Н20 Продукт 1 подобен коммерческой шлаковой 0 156 вате и показывает плохую вязкость Продукт 2 90% молочная кислота 0118 является продуктом с высоким содержанием алюГлицин 0 172 миния, но соотношения всех компонентов являютПиру ват Na ся такими, что вязкость расплава для обычного Формалин 1 мл формования будет слишком высокой Продукт 3 Распределение диаметра волокон определяподобен обыкновенной каменной вате с обычныли для каждой трубы путем измерения диаметра, ми хорошими свойствами, но он имеет очень низпо крайней мере, 200 отдельных волокон посредкую скорость растворения при рН 4,5 Поэтому ством прерывистого способа и растрового элекпродукты 1,2 и 3 не выбирают для использования тронного микроскопа (с увеличением ЮООх) Для в производстве биологически растворимых MMV вычисления удельной поверхности проб волокна волоконных продуктов использовали показания измерительного прибора, при этом принимали во внимание плотность волоВыбранные волокна могут быть обеспечены в кон любой из общепринятых для MMV волокон форм Таким образом, их можно обеспечить в виде проНа основе растворения Si02 (растворения дукта, состоящего из разрыхленных несвязанных сетки) вычислили удельную плотность растворенволокон Более часто их обеспечивают с клеящим ного вещества и установили скорость растворения веществом, например в результате формования (нм/день) Вычисления осуществляли на основе волокон и связывания их обычным способом содержания в волокнах SiO2,удельной поверхности и растворенного количества Si Обычно продукт затвердевает в виде пластиВ этом описании температуру спекания опрены, листа или другого формованного изделия делили с помощью следующего протокола испыПродукты в соответствии с изобретением мотаний гут быть получены для любой из общепринятых целей, с которыми используют MMV волокна, наПробу минеральной ваты ( 5 x 5 x 7 5см), сопример в виде пластин, листов, трубок или других стоящую из испытуемой композиции волокна, поформованных продуктов, которые служат в качеместили в предварительно нагретую до 700°С стве теплоизоляции, пожароизоляции или средстпечь Через 1,5 часа выдержки оценили усадку и ва снижения и регуляции шума, или в виде соотспекание пробы Каждый раз процесс повторяли ветствующих форм для применения в качестве со свежей пробой и при температуре печи на 50°С среды роста сельскохозяйственных культур, или в выше предшествующей температуры печи до тех виде свободных волокон для упрочнения цемента, пор, пока определили максимальную температуру пластиков или других продуктов, или в качестве печи, при которой не наблюдали спекание или при наполнителя которой отсутствовала чрезмерная усадка пробы В этом описании в соответствии с методикой Тип SiO,% АІ,0, волокна % "ПО, FeO СаО MgO Na30 % % % % % К20 % Сумма А В С D Е F G Н I 18 19 17 18 16 15 08 36 15 08 1 1 08 OB 08 08 04 07 07 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 34 5 36 2 38 3 38 1 43 2 43 2 47 7 43 7 45 6 28 0 26 3 25 0 24 7 20 0 198 194 188 181 33 49 30 46 50 34 37 54 53 25 4 177 24 9 174 166 24 7 166 164 165 56 108 56 11 3 11 5 56 108 97 97 06 1,0 07 12 12 10 04 18 25 Скорость Скорость Вязкость растворения растворения Температура паузы РН РН спекания, °С І400°С 7,5нм/день 4,5нм/день 21 2 95 34 8 >800 194 68 45 1 >800 24 7 74 53 8 >800 20 0 79 64 2 >800 22 8 50 57 9 >800 27 1 48 47 0 >800 34 7 30 21 0 >800 25 1 58 38 6 >800 30 8 31 44 4 >800 13 46749 Тип SiO,% АІ,0, волокна % тю, % J К L М N О Р 05 33 1 6 52 1 8 32 1 2 103 07 88 1 6 101 0 9 120 20 75 1 6 56 1 1 57 07 05 1 6 33 1 7 64 1 4 84 1 7 58 03 04 1 7 70 ЗО 64 Q R S Т и V W X 1 2 3 46 9 44 1 39 6 43 8 42 9 43 1 37 8 40 0 45 4 45 3 43 1 37 2 42 9 38 9 42 5 42 7 39 7 і 46 9 189 187 24 3 20 4 23 2 199 183 22 2 145 175 140 161 166 164 164 88 32 8 132 FeO CaO MgO Na30 K20 Сумма % % % % % 170 165 21 7 156 175 150 158 152 153 20 3 34 3 21 5 168 20 0 21 1 36 9 157 171 95 98 67 83 51 93 101 107 72 78 52 101 96 79 63 94 21 94 34 33 1 8 02 06 06 47 1 5 90 1 7 07 93 52 64 54 07 03 26 05 100 0 07 100 0 08 100 0 03 100 0 1 4 100 0 0 4 100 О 03 100 0 08 100 0 09 100 0 06 100 0 1 5 100 0 1 0 100 0 08 100 0 06 100 0 08 100 0 03 100 0 0 7 100 О 1 3 100 О 14 Скорость Скорость Вязкость растворения растворения паузы РН РН І400°С 7,5нм/день 4,5нм/день 09 44 0 35 2 26 30 3 41 1 57 49 30 8 39 21 9 39 7 36 8 45 9 198 46 51 9 150 102 61 5 194 71 61 1 31 39 9 48 1 25 9 1 8 48 6 152 1 5 59 8 52 29 2 48 0 31 25 3 21 9 95 20 2 33 0 41 27 1 32 9 82 139 41 1 78 100 0 59 3 20 30 23 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 Температура спекания,°С >800 >800 >800 >1000 >900 >1000 >1000 >1000 >1000 >1000 >700 >800 >1000 >1000 >1000 >700 >1000 >1000
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: C03B 37/00, C03C 13/00
Мітки: скловолокон, волокна, продукт,що, спосіб, містить, штучних, одержання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-46749-sposib-oderzhannya-shtuchnikh-sklovolokon-ta-produktshho-mistit-ci-volokna.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання штучних скловолокон та продукт,що містить ці волокна</a>
Попередній патент: Спосіб обробки матеріалу текстильної основи для термоклейової внутрішньої підкладки
Наступний патент: Мастильно-охолоджуюча рідина для механічної обробки металів
Випадковий патент: Вкладиш підшипника ковзання і спосіб виготовлення вкладиша підшипника ковзання