[go: up one dir, main page]

RU2460698C2 - Inorganic fibre composition - Google Patents

Inorganic fibre composition Download PDF

Info

Publication number
RU2460698C2
RU2460698C2 RU2009124447/03A RU2009124447A RU2460698C2 RU 2460698 C2 RU2460698 C2 RU 2460698C2 RU 2009124447/03 A RU2009124447/03 A RU 2009124447/03A RU 2009124447 A RU2009124447 A RU 2009124447A RU 2460698 C2 RU2460698 C2 RU 2460698C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mol
fibers
inorganic fibers
sio
fibers according
Prior art date
Application number
RU2009124447/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009124447A (en
Inventor
Гари Энтони ДЖАББ (GB)
Гари Энтони ДЖАББ
Original Assignee
ДЗЕ МОРГАН КРУСИБЛ КОМПАНИ ПиЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ДЗЕ МОРГАН КРУСИБЛ КОМПАНИ ПиЭлСи filed Critical ДЗЕ МОРГАН КРУСИБЛ КОМПАНИ ПиЭлСи
Publication of RU2009124447A publication Critical patent/RU2009124447A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2460698C2 publication Critical patent/RU2460698C2/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: inorganic fibres have the composition: Al2O3 greater than or equal to 5 mol %; K2O - 12-40 mol %; SiO2 - 5-80 mol %; viscosity modifiers less than or equal to 20 mol %, wherein SiO2+Al2O3+K2O is greater than or equal to 80 mol % and less than 100 mol %, wherein the fibre has a composition having melting point higher than 1400°C.
EFFECT: low bioproofness and improved thermal characteristics of articles.
20 cl, 4 tbl

Description

Данное изобретение относится к композициям неорганических волокон.This invention relates to inorganic fiber compositions.

Волокнистые материалы хорошо известны за их использование в качестве термических и/или акустических изоляционных материалов, а также известны за их использование в качестве армирующих составляющих в композитных материалах, таких как, например, армированные волокном элементы, армированные волокном пластики, и в качестве компонента металломатричных композитов. Такие волокна могут быть использованы в качестве опорных структур для катализаторных масс в устройствах для борьбы с выбросами в окружающую среду, таких как каталитические конверторы систем выхлопа автомобилей и фильтры дисперсных частиц дизельных двигателей. Такие волокна могут быть использованы как составляющие фрикционных материалов (например, для автомобильных тормозов). Волокна по настоящему изобретению имеют диапазон свойств и могут быть использованы в любом или во всех из этих применений в зависимости от показанных свойств.Fibrous materials are well known for their use as thermal and / or acoustic insulating materials, and are also known for their use as reinforcing components in composite materials, such as, for example, fiber reinforced plastic fiber reinforced elements, and as a component of metal matrix composites . Such fibers can be used as support structures for catalyst masses in devices for controlling emissions into the environment, such as catalytic converters of automobile exhaust systems and particulate filters of diesel engines. Such fibers can be used as components of friction materials (for example, for automobile brakes). The fibers of the present invention have a range of properties and can be used in any or all of these applications, depending on the properties shown.

До 1987 года существовало четыре основных типа волокнистых материалов, используемых для изготовления теплоизолирующих изделий (таких как, например, рулонный материал, вакуумформованные профилированные изделия и мастики). Их изготавливали двумя основными технологическими путями, хотя детали конкретных технологий варьировались в зависимости от производителя. Волокнами и путями были (в порядке возрастания стоимости и температурной характеристики):Until 1987, there were four main types of fibrous materials used for the manufacture of heat-insulating products (such as, for example, rolled material, vacuum-formed shaped products and mastics). They were made in two main technological ways, although the details of specific technologies varied depending on the manufacturer. The fibers and paths were (in order of increasing cost and temperature characteristics):

Волокна, сформированные из расплаваMelt Shaped Fibers

- Минеральные ваты- Mineral wool

- Стекловаты- Glass wool

- Алюмосиликатные волокна- Aluminosilicate fibers

Волокна золь-гель процессаFiber sol-gel process

- Так называемые поликристаллические волокна- The so-called polycrystalline fibers

Волокна, образованные из расплава, образуют путем приготовления расплава и волокнообразования полученного расплава любым из многих известных способов. Эти способы включают:Fibers formed from the melt are formed by melt preparation and fiberization of the obtained melt by any of many known methods. These methods include:

- формирование потока расплава и предоставление потоку возможности контактирования с вращающимися дисками, от которых он отбрасывается, образуя волокна;- the formation of a melt flow and providing the flow with the possibility of contact with rotating discs, from which it is discarded, forming fibers;

- формирование потока расплава и предоставление потоку возможности ударяться о струю газа, которая может быть поперечной, параллельной или идти под любым углом к направлению потока и в результате разбивать поток на волокна.- the formation of a melt stream and allowing the stream to hit a gas stream, which can be transverse, parallel or go at any angle to the direction of the stream and as a result break the stream into fibers.

- формирование волокна из расплава способом вращения, в котором расплав вытекает через отверстия в периферии вращающейся чаши и сдувается горячими газами, для образования волокон;- the formation of fiber from the melt by a rotation method in which the melt flows out through openings in the periphery of the rotating bowl and is blown away by hot gases to form fibers;

- экструзия расплава через мелкие отверстия для формирования нитей, при которой может быть использована дополнительная обработка (например, вытягивание пламенем, при котором нить пропускают через пламя);- extrusion of the melt through small openings for forming filaments, in which additional processing can be used (for example, drawing by a flame, in which the filament is passed through a flame);

- или любой другой способ, которым расплав превращают в волокно.- or any other method by which the melt is converted into fiber.

Из-за истории с асбестовыми волокнами большое внимание было уделено относительной способности широкого круга типов волокон вызывать легочные заболевания. Исследования токсикологии натуральных и искусственных волокон привели к мысли, что стойкость волокон в легких является тем, что вызывает проблемы. Соответственно, была выдвинута точка зрения, что если волокна могут быть быстро удалены из легких, то весь риск для здоровья может быть сведен к минимуму. Появилась концепция "биостойких волокон" и "биостойкости": волокна, которые долгое время сохраняются в организме животного, считаются биостойкими, и относительное время, в течение которого волокна остаются в организме животного, известно как биостойкость. Хотя было известно, что некоторые стеклянные системы являются растворимыми в жидкостях легких, что дает в результате низкую биостойкость, проблемой было то, что такие стеклянные системы, как правило, не были используемыми для высокотемпературных применений. Была очевидна потребность рынка в волокне, которое имело бы низкую биостойкость, сочетающуюся с высокими температурными характеристиками. В 1987 г. John Manville разработал такую систему, основанную на химии кальций-магниевых силикатов. Такой материал не только имел более высокие температурные характеристики, чем традиционные стекловаты, но также имел более высокую растворимость в жидкостях организма, чем алюмосиликатные волокна, обычно использовавшиеся для высокотемпературной изоляции. Такие низкобиостойкие волокна были позднее разработаны, и теперь на рынке имеется ряд щелочноземельно-силикатных (AES) волокон (AES - аббревиатура от англ. Alkaline Earth Silicate).Because of the history of asbestos fibers, much attention has been paid to the relative ability of a wide range of fiber types to cause pulmonary disease. Toxicology studies of natural and artificial fibers have led to the idea that fiber resistance in the lungs is what causes problems. Accordingly, it was suggested that if the fibers can be quickly removed from the lungs, then the entire health risk can be minimized. The concept of “biostable fibers” and “biostability” appeared: fibers that are stored for a long time in the animal’s body are considered biostable, and the relative time that the fibers remain in the animal’s body is known as biostability. Although it was known that some glass systems are soluble in lung fluids, resulting in low biostability, the problem was that such glass systems were generally not used for high temperature applications. The market's need for fiber was obvious, which would have low biostability combined with high temperature characteristics. In 1987, John Manville developed such a system based on the chemistry of calcium-magnesium silicates. Such material not only had higher temperature characteristics than traditional glass wool, but also had a higher solubility in body fluids than aluminosilicate fibers commonly used for high temperature insulation. Such low bio-resistant fibers were later developed, and now on the market there are a number of alkaline-earth silicate (AES) fibers (AES - abbreviation from the English Alkaline Earth Silicate).

Патенты, относящиеся к AES волокнам, включают:Patents relating to AES fibers include:

- международная патентная заявка WO87/05007 - первоначальная заявка John Manville, в которой описаны волокна, включающие оксиды магния, кремния, кальция и менее 10 мас.% оксида алюминия, растворимы в солевом растворе. Растворимость описанных волокон была в величинах частей на миллион кремния (извлеченного из содержащего оксид кремния материала волокна), присутствующего в солевом растворе после 5 часов выдержки;- international patent application WO87 / 05007 - the initial application of John Manville, which describes fibers including oxides of magnesium, silicon, calcium and less than 10 wt.% alumina, soluble in saline. The solubility of the fibers described was in parts per million silicon (recovered from the silica-containing fiber material) present in saline after 5 hours of exposure;

- международная патентная заявка WO89/12032, в которой описаны дополнительные волокна, растворимые в солевом растворе, и раскрыла некоторые составляющие, которые могут присутствовать в таких волокнах;- international patent application WO89 / 12032, which describes additional fibers that are soluble in saline, and disclosed some components that may be present in such fibers;

- европейская патентная заявка 0300320, в которой описаны стеклянные волокна, имеющие высокую физиологическую растворимость и имеющие 10-20 мол.% Na2O и 0-5 мол.% К2О. Хотя было показано, что эти волокна являются физиологически растворимыми, максимальная температура их использования не была указана.- European patent application 0300320, which describes glass fibers having high physiological solubility and having 10-20 mol.% Na 2 O and 0-5 mol.% K 2 O. Although it has been shown that these fibers are physiologically soluble, the maximum the temperature of their use was not indicated.

Следующие патентные описания, раскрывающие выбор волокон за их растворимость в солевых растворах, включают, например, европейские патенты 0412878 и 9459897, французские 2662687 и 2662688, WO86/04807, WO90/02713, WO92/09536, WO93/22251, WO93/15028, WO94/15883, WO97/16386, WO2003/059835, WO2003/060016, EP1323687, WO2005/000754, WO2005/000971 и US 5250488.The following patent descriptions, revealing the choice of fibers for their solubility in saline solutions, include, for example, European patents 0412878 and 9459897, French 2662687 and 2662688, WO86 / 04807, WO90 / 02713, WO92 / 09536, WO93 / 22251, WO93 / 15028, WO94 / 15883, WO97 / 16386, WO2003 / 059835, WO2003 / 060016, EP1323687, WO2005 / 000754, WO2005 / 000971 and US 5250488.

Жаропрочность волокон, описанных в этих различных документах предшествующего уровня техники, значительно варьируется, и для этих щелочноземельно-силикатных материалов свойства критично зависят от состава.The heat resistance of the fibers described in these various documents of the prior art varies greatly, and for these alkaline earth silicate materials, the properties critically depend on the composition.

Как правило, сравнительно легко изготовить щелочноземельно-силикатные волокна, которые хорошо ведут себя при низких температурах, поскольку при использовании при низких температурах можно использовать добавки, такие как оксид бора, чтобы гарантировать хорошее волокнообразование, и варьировать количества компонентов, чтобы соответствовать требованиям к желаемому материалу. Однако, пытаясь поднять жаропрочность щелочноземельно-силикатных волокон, мы вынуждены уменьшать использование добавок, поскольку в общем случае (хотя и с исключениями) чем больше компонентов присутствует, тем ниже жаропрочность.It is generally relatively easy to manufacture alkaline earth silicate fibers that behave well at low temperatures, because when used at low temperatures, additives such as boron oxide can be used to ensure good fiber formation and the amounts of components can be varied to meet the requirements for the desired material . However, in an attempt to increase the heat resistance of alkaline earth silicate fibers, we are forced to reduce the use of additives, since in the general case (although with exceptions), the more components are present, the lower the heat resistance.

В WO93/15028 описаны волокна, включающие CaO, MgO, SiO2 и, необязательно, ZrO2, в качестве основных составляющих. Такие AES-волокна известны также как CMS (кальций-магний-силикатные) или CMZS (кальций-магний-цирконий-силикатные) волокна. WO93/15028 настаивал, что используемые композиции должны практически не содержать оксидов щелочных металлов. Было показано, что количества до 0,65 мас.% приемлемы для материалов, пригодных для использования в качестве изоляции при 1000°С.WO93 / 15028 describes fibers comprising CaO, MgO, SiO 2 and, optionally, ZrO 2 , as main constituents. Such AES fibers are also known as CMS (calcium-magnesium-silicate) or CMZS (calcium-magnesium-zirconium-silicate) fibers. WO93 / 15028 insisted that the compositions used should be substantially free of alkali metal oxides. It has been shown that amounts up to 0.65 wt.% Are acceptable for materials suitable for use as insulation at 1000 ° C.

В WO93/15028 описаны также способы определения растворимости стекол и указаны материалы, которые были испытаны в качестве стекол на их растворимость, но не были сформированы как волокна. Среди этих составов были составы, имевшие обозначения KAS, KMAS и KNAS, которые являлись, соответственно, калий-алюмосиликатом, калий-магний-алюмосиликатом и калий-натрий-алюмосиликатом. Эти композиции были оценены как имеющие недостаточную растворимость на основе измерений растворимости в физиологическом растворе. Тип использованного физиологического раствора имел рН около 7,4.WO93 / 15028 also describes methods for determining the solubility of glasses and indicates materials that have been tested as glasses for their solubility, but which have not been formed as fibers. Among these compounds were compounds designated KAS, KMAS, and KNAS, which were potassium aluminosilicate, potassium magnesium aluminosilicate, and potassium sodium aluminosilicate, respectively. These compositions were rated as having poor solubility based on measurements of solubility in saline. The type of saline used had a pH of about 7.4.

Позднее было обнаружено, что растворимость зависит от окружающей среды, в которой находится волокно. Хотя физиологический солевой раствор, присутствующий в межклеточной легочной жидкости, приближается к тому, который дан в WO93/15028, и имеет рН около 7,4, механизм очистки от волокон включает их атаку макрофагами. Известно, что рН физиологического солевого раствора, присутствующего там, где макрофаги контактируют с волокном, значительно более низкий (около 4,5), и это оказывает влияние на растворимость неорганических волокон (см. "In-vitro dissolution rate of mineral fibres at pH 4.5 and 7.4 - A new mathematical tool to evaluate the dependency on composition", Torben Knudsen and Marianne Guldberg, Glass Sci. Technol., 78(205) No 3).It was later discovered that solubility depends on the environment in which the fiber is located. Although the physiological saline solution present in the intercellular pulmonary fluid approximates that given in WO93 / 15028 and has a pH of about 7.4, the mechanism for cleansing the fibers involves their attack by macrophages. The pH of the physiological saline solution present where macrophages are in contact with the fiber is known to be significantly lower (about 4.5), and this affects the solubility of inorganic fibers (see "In-vitro dissolution rate of mineral fibers at pH 4.5 and 7.4 - A new mathematical tool to evaluate the dependency on composition " , Torben Knudsen and Marianne Guldberg, Glass Sci. Technol., 78 (205) No. 3).

В WO94/15883 описан ряд таких волокон, используемых в жаропрочной изоляции при температурах до 1260°С или более. Как и WO93/15028, этот патент требует, чтобы содержание оксидов щелочных металлов поддерживалось низким, но указывает, что некоторые щелочноземельно-силикатные волокна могут выдержать более высокие уровни оксидов щелочных металлов, чем другие. Однако подозревают, что концентрации 0,3% и 0,4 мас.% Na2O вызывают повышенную усадку материалов для использования в качестве изоляции при 1260°С.WO94 / 15883 describes a number of such fibers used in heat-resistant insulation at temperatures up to 1260 ° C or more. Like WO93 / 15028, this patent requires that the alkali metal oxide content be kept low, but indicates that some alkaline earth silicate fibers can withstand higher levels of alkali metal oxides than others. However, it is suspected that concentrations of 0.3% and 0.4 wt.% Na 2 O cause increased shrinkage of materials for use as insulation at 1260 ° C.

В WO97/16386 описаны волокна, используемые в качестве жаростойкой изоляции при температурах до 1260°С или более. Эти волокна включают MgO, SiO2 и, необязательно, ZrO2 в качестве основных составляющих. Заявлено, что эти волокна требуют практического отсутствия оксидов щелочных металлов кроме как в виде следовых загрязнений (присутствие на уровне самое большее в сотые доли процента в расчете на оксиды щелочных металлов). Волокно имеет основной состав, %:WO97 / 16386 describes fibers used as heat-resistant insulation at temperatures up to 1260 ° C or more. These fibers include MgO, SiO 2 and, optionally, ZrO 2 as the main constituents. It is stated that these fibers require the practical absence of alkali metal oxides except in the form of trace contaminants (presence at the level of at most hundredths of a percent calculated on alkali metal oxides). The fiber has a basic composition,%:

SiO2 SiO 2 65-8665-86 MgOMgO 14-3514-35

причем компоненты MgO и SiO2 составляют по меньшей мере 82,5% от массы волокна, а остальным являются поименованные составляющие и модификаторы вязкости.moreover, the components of MgO and SiO 2 comprise at least 82.5% by weight of the fiber, and the rest are named components and viscosity modifiers.

В WO2003/059835 описаны некоторые кальцийсиликатные волокна, в которых используют добавки La2O3 или других лантанидов для того, чтобы улучшить прочность волокон и изготовленного из волокон рулонного материала. Эта патентная заявка не упоминает концентрации оксидов щелочных металлов, но количества в области 0,5 мас.% указаны для волокон, предназначенных для использования в качестве изоляции при температурах до 1260°С или более.WO2003 / 059835 describes some calcium silicate fibers that use additives of La 2 O 3 or other lanthanides in order to improve the strength of the fibers and the roll material made from the fibers. This patent application does not mention the concentration of alkali metal oxides, but amounts in the range of 0.5 wt.% Are indicated for fibers intended for use as insulation at temperatures up to 1260 ° C. or more.

В WO2006/048610 указано, что для механических и термических свойств AES-волокон благоприятно включать небольшие количества оксидов щелочных металлов.WO2006 / 048610 states that for the mechanical and thermal properties of AES fibers, it is beneficial to include small amounts of alkali metal oxides.

Область применения таких низкобиостойких волокон ограничена тем, что выше примерно 1300°С они склонны к ухудшению рабочих характеристик.The scope of such low bio-resistant fibers is limited in that they are prone to performance degradation above about 1300 ° C.

Альтернативные волокна с низкой биостойкостью, которые были предложены, являются щелочноземельными алюминатами. Такие материалы были предложены в виде алюмината кальция (ЕР0586797) и алюмината стронция (WO96/04214). Такие волокна не производятся как коммерческий продукт.The low bio-resistance alternative fibers that have been proposed are alkaline earth aluminates. Such materials have been proposed as calcium aluminate (EP0586797) and strontium aluminate (WO96 / 04214). Such fibers are not manufactured as a commercial product.

Были разработаны золь-гелевые волокна, включающие алюмосиликаты, имеющие значительные добавки оксидов щелочноземельных металлов или оксидов щелочных металлов, и эти волокна были предметом международной патентной заявки PCT/GB2006/004182.Sol-gel fibers have been developed, including aluminosilicates having significant additives of alkaline earth metal oxides or alkali metal oxides, and these fibers have been the subject of international patent application PCT / GB2006 / 004182.

В настоящем изобретении был разработан другой химический состав волокна, который обеспечивает волокна с низкой биостойкостью и благодаря которому некоторые волокна способны по меньшей мере быть волокнами с термическими характеристиками, сравнимыми с характеристиками алюмосиликатных волокон.Another chemical composition of the fiber has been developed in the present invention that provides fibers with low biostability and due to which some fibers are capable of at least fibers with thermal characteristics comparable to those of aluminosilicate fibers.

Соответственно, в настоящем изобретении предложены образованные из расплава неорганические волокна, имеющие состав, мол.%Accordingly, the present invention provides melt-formed inorganic fibers having a composition, mol%

Al2O3 Al 2 O 3 5-905-90 K2OK 2 O 5-905-90 SiO2 SiO 2 5-905-90

в котором сумма SiO2+Al2O3+K2O равна 50 мол.%, предпочтительно больше 60 мол.%, более предпочтительно ≥70 мол.%, еще более предпочтительно ≥80 мол.% или даже ≥90 мол.%.in which the sum of SiO 2 + Al 2 O 3 + K 2 O is 50 mol%, preferably more than 60 mol%, more preferably ≥70 mol%, even more preferably ≥80 mol% or even ≥90 mol% .

В конкретных осуществлениях такие волокна включают, мол.%:In specific implementations, such fibers include, mol.%:

Al2O3 Al 2 O 3 5-345-34 K2OK 2 O 5-345-34 SiO2 SiO 2 61-9061-90

илиor

Al2O3 Al 2 O 3 5-785-78 K2OK 2 O 17-9017-90 SiO2 SiO 2 5-61%5-61%

илиor

Al2O3 Al 2 O 3 24-9024-90 K2OK 2 O 5-175-17 SiO2 SiO 2 5-615-61

Количество К2О может быть меньше 50 мол.%, меньше 40 мол.%, меньше 35 мол.% или меньше 30 мол.%. Количество К2О может быть больше 10 мол.% или больше 20 мол.%. Количество Al2O3 может быть больше 10 мол.% и может быть больше 20 мол.%.The amount of K 2 O may be less than 50 mol.%, Less than 40 mol.%, Less than 35 mol.% Or less than 30 mol.%. The amount of K 2 O may be more than 10 mol.% Or more than 20 mol.%. The amount of Al 2 O 3 may be greater than 10 mol% and may be greater than 20 mol%.

Количество SiO2 может быть больше 20 мол.%, ≥30 мол.% или ≥35 мол.%. Количество SiO2 может быть ниже 80 мол.% или ниже 70 мол.%.The amount of SiO 2 may be greater than 20 mol%, ≥30 mol%, or ≥35 mol%. The amount of SiO 2 may be below 80 mol% or below 70 mol%.

Дополнительные характерные признаки изобретения ясны из формулы изобретения и в свете следующего описания.Additional features of the invention are apparent from the claims and in light of the following description.

Был изготовлен ряд калий-алюмосиликатных волокон, используя опытную установку, в которой образовывался расплав соответствующего состава, выпускался через 8-16 мм отверстие и сдувался, чтобы известным способом получить волокно. Размер отверстия выпуска варьировали, чтобы учесть вязкость расплава (это настройка, которая должна быть определена экспериментально в соответствии с используемыми аппаратурой и композицией).A series of potassium aluminosilicate fibers was made using an experimental setup in which a melt of the corresponding composition was formed, was released through an 8-16 mm hole and blown off in order to obtain fiber in a known manner. The size of the outlet opening was varied to take into account the viscosity of the melt (this is a setting that must be determined experimentally in accordance with the equipment and composition used).

Прилагаемые результаты отличаются от тех, которые показаны в предшествующих заявках, поскольку было установлено, что недостаточная температура плавления некоторых расплавов была результатом присутствия карбоната (калий вводили в виде карбоната калия). Соответственно, результаты, приведенные в следующих таблицах, представляют новые испытания материалов, примеры которых приведены в прототипе и в предшествующих заявках и в дополнительных примерах.The attached results differ from those shown in previous applications, since it was found that the insufficient melting point of some melts was the result of the presence of carbonate (potassium was introduced as potassium carbonate). Accordingly, the results shown in the following tables represent new material tests, examples of which are given in the prototype and in previous applications and in additional examples.

В прилагаемой здесь таблице 1 показаны изготовленные волокна и их состав в массовых процентах, определенный анализом методом флюоресценции в рентгеновских лучах.The attached table 1 shows the manufactured fibers and their composition in mass percent, determined by analysis by fluorescence in x-rays.

В прилагаемой здесь таблице 2 показаны изготовленные волокна и их расчетный состав в мольных процентах.The attached table 2 shows the manufactured fibers and their calculated composition in molar percent.

В прилагаемой здесь таблице 3 показана усадка изготовленных волокон. Усадка была измерена методом изготовления заготовок вакуумным литьем с использованием 75 г волокна в 500 см3 0,2% раствора крахмала в оснастке 120×65 мм. Платиновые иглы (диаметром приблизительно 0,3-0,5 мм) помещали отдельно на расстоянии 100×45 мм по 4 углам. Более длинные расстояния (L1 и L2) и диагонали (L3 и L4) измеряли с точностью ±5 мкм, используя передвижной микроскоп. Образцы помещали в печь и плавно подогревали до температуры на 50°С ниже температуры испытания со скоростью 300°С/ч и плавно подогревали со скоростью 120°С/ч в течение последних 50°С до температуры испытания и оставляли на 24 часа. После извлечения из печи образцам давали остыть естественным путем. Величины усадки приведены как средние из 4 измерений.The attached table 3 shows the shrinkage of the manufactured fibers. Shrinkage was measured by vacuum blank casting using 75 g of fiber in 500 cm 3 of a 0.2% starch solution in a snap of 120 × 65 mm. Platinum needles (with a diameter of approximately 0.3-0.5 mm) were placed separately at a distance of 100 × 45 mm at 4 angles. Longer distances (L1 and L2) and diagonals (L3 and L4) were measured with an accuracy of ± 5 μm using a mobile microscope. Samples were placed in an oven and gradually heated to a temperature 50 ° C below the test temperature at a speed of 300 ° C / h and gradually heated at a speed of 120 ° C / h for the last 50 ° C to a test temperature and left for 24 hours. After removal from the oven, the samples were allowed to cool naturally. Shrinkage values are given as the average of 4 measurements.

В прилагаемой здесь таблице 4 показана растворимость изготовленных волокон в ч/млн основных компонентов стекла после 5 часов статического испытания в физиологическом солевом растворе с рН 4,5.The attached table 4 shows the solubility of the manufactured fibers in ppm of the main components of the glass after 5 hours of static testing in physiological saline with a pH of 4.5.

Детальная методика измерения растворимости включает взвешивание 0,500 г ± 0,003 г волокна в центрифужной пробирке, используя пластиковые пинцеты. Волокно обычно рубили (проволочная сетка №6) и дегранулировали (просеивали вручную сеткой №10), но оно могло быть цельным телом или рулонным материалом, если доступны только небольшие количества волокна. Каждый образец взвешивали дважды. В каждую центрифужную пробирку наливали 25 см3 модельной жидкости организма, используя градуированный диспенсер, и трубки герметично закрывали. Модельная жидкость организма добавлялась к волокну только в начале испытания и включала следующие ингредиенты в 10 л воды:A detailed solubility measurement technique involves weighing 0.500 g ± 0.003 g of fiber in a centrifuge tube using plastic tweezers. The fiber was usually chopped (wire mesh No. 6) and degranulated (manually sieved with mesh No. 10), but it could be a solid body or roll material if only small amounts of fiber are available. Each sample was weighed twice. 25 cm 3 of model body fluid was poured into each centrifuge tube using a graduated dispenser, and the tubes were sealed. The model body fluid was added to the fiber only at the beginning of the test and included the following ingredients in 10 l of water:

РеагентReagent МассаWeight NaHCO3 NaHCO 3 19,5 г19.5 g CaCl2· 2H2OCaCl 2 · 2H 2 O 0,29 г0.29 g Na2HPO4 Na 2 HPO 4 1,48 г1.48 g Na2SO4 Na 2 SO 4 0,79 г0.79 g MgCl2· 6H2OMgCl 2 · 6H 2 O 2,12 г2.12 g Глицин (H2NCH2CO2H)Glycine (H 2 NCH 2 CO 2 H) 1,18 г1.18 g Na3-цитрат· 2Н2ОNa 3 citrate · 2H 2 O 1,52 г1.52 g Na3-тартрат· 2Н2ОNa 3 tartrate · 2H 2 O 1,8 г1.8 g Пируват NaPyruvate Na 1,72 г1.72 g 90 мол.%очная кислота90 mol.% Total acid 1,56 г1.56 g ФормальдегидFormaldehyde 15 мл15 ml HClHcl ~7,5 мл~ 7.5 ml

с HCl, добавляемой медленно, так как это величина является приблизительной для доведения рН до конечной величины рН ~ 4,5. Модельной жидкости организма давали минимум 24 ч для того, чтобы придти в равновесие, и после этого периода соответствующим образом корректировали рН.with HCl added slowly, since this value is approximate for adjusting the pH to a final pH of ~ 4.5. The model body fluid was given a minimum of 24 hours in order to balance, and after this period, the pH was adjusted accordingly.

Все использованные реагенты были качества "для анализа" или эквивалентного, и процедуру проводили, используя пластиковое оборудование, так как могло происходить выщелачивание оксида кремния из стеклянной посуды.All reagents used were of the quality “for analysis” or equivalent, and the procedure was carried out using plastic equipment, since leaching of silicon oxide from glassware could occur.

Затем центрифужные пробирки помещали во встряхиваемую водяную баню, которую поддерживали при 37°С ± 1°С (температура тела) и встряхивали в течение 5 часов. Короткое время в 5 часов было выбрано потому, что растворимость некоторых из этих материалов настолько высока, что количество выщелоченного К2О может вызвать сдвиг рН к более высоким значениям, что исказит результаты, если использовать более продолжительное время.Then the centrifuge tubes were placed in a shaken water bath, which was maintained at 37 ° C ± 1 ° C (body temperature) and shaken for 5 hours. A short time of 5 hours was chosen because the solubility of some of these materials is so high that the amount of leached K 2 O can cause a pH shift to higher values, which will distort the results if a longer time is used.

После встряхивания два раствора для каждого волокна декантировали и фильтровали через беззольные бумажные фильтры Whatman № 40 диаметром 110 мм в одну 50 мл колбу. Раствор затем передавали на анализ методом индуцированной сопряженной плазменно-атомной эмиссионной спектроскопии (IPC). Оксиды, которые должны определяться, зависят от состава испытуемого волокна. Результаты приведены в ч/млн для релевантных оксидов.After shaking, two solutions for each fiber were decanted and filtered through Whatman No. 40 ashless paper filters with a diameter of 110 mm into one 50 ml flask. The solution was then transferred for analysis by induced conjugated plasma atomic emission spectroscopy (IPC). The oxides to be determined depend on the composition of the test fiber. The results are given in ppm for the relevant oxides.

Обращаясь сперва к свойствам волокон, вначале было обнаружено, что, когда мольное соотношение K2O:SiO2 меньше чем 30:70, имеется тенденция образования грубых волокон с диаметром волокна намного больше 10 мкм (например, 50-250 мкм). Однако впоследствии было найдено, что это являлось слишком поспешным обобщением и было установлено, что грубыми были волокна с более чем 40 мас.% SiO2 (обычно больше 52 мас.%). Такие волокна, имеющие более 40 мас.% SiO2, и те, которые изготовлены как тонкие волокна, имеют склонность иметь относительно высокую усадку, поскольку они имеют склонность быть подверженными вязкому течению. Тем не менее, такие волокна могут представлять интерес для некоторых применений. Если требуются тонкие волокна (<10 мкм диаметром), то могут быть добавлены модификаторы вязкости. Подходящие модификаторы вязкости могут включать оксиды щелочных металлов, оксиды щелочноземельных металлов, лантанидные элементы, оксид бора, фторид и, в самом деле, любые элемент или соединение, известные в практике как влияющие на вязкость силикатных стекол. Количества и тип таких модификаторов вязкости должны быть выбраны так, чтобы согласовываться с целевым применением волокон. Оксид бора, например, вероятно понижает максимальную температуру использования, хотя это может быть и терпимо (см. волокно KAS80). Модификатором вязкости, который был найден особенно полезным, является магний, который может быть добавлен в виде оксида или в другой форме (см., например, волокно KMAS1). Оксид кальция может быть допустим, как и оксид стронция. Оксид циркония и оксид железа могут быть допущены в малых количествах. В целом, композиции по настоящему изобретению, по-видимому, терпимы к добавкам, хотя количество, приемлемое для достижения желаемых свойств, должно варьироваться от добавки к добавке.Turning first to the properties of the fibers, it was first found that when the molar ratio of K 2 O: SiO 2 is less than 30:70, there is a tendency to form coarse fibers with a fiber diameter much larger than 10 μm (e.g., 50-250 μm). However, it was subsequently found that this was too hasty a generalization and it was found that fibers with more than 40 wt.% SiO 2 (usually more than 52 wt.%) Were coarse. Such fibers having more than 40 wt.% SiO 2 , and those made as thin fibers, tend to have relatively high shrinkage, since they tend to be subject to viscous flow. However, such fibers may be of interest for some applications. If thin fibers (<10 μm diameter) are required, viscosity modifiers can be added. Suitable viscosity modifiers may include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, lanthanide elements, boron oxide, fluoride and, in fact, any element or compound known in practice as affecting the viscosity of silicate glasses. The amounts and type of such viscosity modifiers should be selected so as to be consistent with the intended use of the fibers. Boron oxide, for example, probably lowers the maximum usage temperature, although this can be tolerated (see KAS80 fiber). A viscosity modifier that has been found to be particularly useful is magnesium, which can be added in the form of oxide or in another form (see, for example, KMAS1 fiber). Calcium oxide may be acceptable, as is strontium oxide. Zirconia and iron oxide may be tolerated in small quantities. In general, the compositions of the present invention appear to be tolerant to additives, although an amount acceptable to achieve the desired properties should vary from additive to additive.

В таблице 3 показано, что большинство волокон имеет относительно низкую усадку при температурах от 1000°С до 1300°С, причем многие имеют низкую усадку даже при такой высокой температуре, как 1500°С. По-видимому, волокна со слишком большим избытком К2О над Al2O3 или со слишком малым количеством К2О по отношению к Al2O3 демонстрируют высокую усадку и, хотя и являются используемыми в таких применениях как армирование или как наполняющий материал в композитных изделиях, не рекомендуются для использования в качестве высокотемпературных изолирующих материалов.Table 3 shows that most fibers have relatively low shrinkage at temperatures from 1000 ° C to 1300 ° C, and many have low shrinkage even at such high temperatures as 1500 ° C. Apparently, fibers with too much excess of K 2 O over Al 2 O 3 or with too little K 2 O with respect to Al 2 O 3 show high shrinkage and, although they are used in such applications as reinforcement or as a filling material in composite products, are not recommended for use as high-temperature insulating materials.

Мольное соотношение K2O:Al2O3, близкое к 1:1, по-видимому, обеспечивает хорошие результаты, и для наилучших температурных свойств (низкая усадка после воздействия температуры до 1300°С в течение 24 часов) мольное соотношение K2O:Al2O3 может быть меньше 1,6, предпочтительно меньше 1,5, более предпочтительно меньше 1,45 и может быть больше 0,4, предпочтительно больше 0,8.A molar ratio of K 2 O: Al 2 O 3 close to 1: 1, apparently, provides good results, and for the best temperature properties (low shrinkage after exposure to temperatures up to 1300 ° C for 24 hours), the molar ratio of K 2 O : Al 2 O 3 may be less than 1.6, preferably less than 1.5, more preferably less than 1.45 and may be more than 0.4, preferably more than 0.8.

Предпочтительно волокна упомянутых выше составов имеют температуру плавления больше 1400°С. Еще более предпочтительно волокна имеют температуру плавления больше 1600°С, более предпочтительно больше 1650°С и еще более предпочтительно больше 1700°С (для стекол температура плавления определяется как температура, при которой композиция имеет вязкость 19 Па·с). Можно видеть, что композиция KMAS1 плавится при 1450°С, даже хотя имеет относительно низкую усадку при 1400°С. Такое волокно может быть обоснованно использовано в изоляционных применениях при температурах, скажем, вплоть до 1350°С, в то же время еще оставляя запас для временных отклонений к более высоким температурам. В отличие от этого многие из волокон еще показывают низкую усадку при 1500°С и должны быть пригодны для применения при более высоких температурах.Preferably, the fibers of the above compositions have a melting point of greater than 1400 ° C. Even more preferably, the fibers have a melting point greater than 1600 ° C., more preferably more than 1650 ° C. and even more preferably more than 1700 ° C. (for glasses, the melting temperature is defined as the temperature at which the composition has a viscosity of 19 Pa · s). You can see that the composition KMAS1 melts at 1450 ° C, even though it has a relatively low shrinkage at 1400 ° C. Such a fiber can be reasonably used in insulating applications at temperatures of, say, up to 1350 ° C, while still leaving a margin for temporary deviations to higher temperatures. In contrast, many of the fibers still exhibit low shrinkage at 1500 ° C and should be suitable for use at higher temperatures.

Следует отметить, что при повышенных температурах волокна могут иметь тенденцию к потере калия. Хотя это может ограничить применения, на которые волокна могли быть направлены, имеется много применений, для которых это не является проблемой.It should be noted that at elevated temperatures, fibers can tend to lose potassium. Although this may limit the applications to which the fibers could be directed, there are many applications for which this is not a problem.

Система K2O-Al2O3-SiO2 имеет широкую область высоких температур плавления. Например, только в качестве указания:The K 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 system has a wide range of high melting points. For example, only as an indication:

- минеральная композиция K2O·Al2O3 ·2 SiO2 (калиофиллит) имеет температуру плавления ~1800°С;- the mineral composition K 2 O · Al 2 O 3 · 2 SiO 2 (kaliophyllite) has a melting point of ~ 1800 ° C;

- минеральная композиция K2O·Al2O3 ·4 SiO2 (левсит) имеет температуру плавления ~1690°С.- the mineral composition K 2 O · Al 2 O 3 · 4 SiO 2 (levsite) has a melting point of ~ 1690 ° C.

Напротив, имеются области, где температуры плавления ниже и где образуются некоторые эвтектики.On the contrary, there are areas where melting points are lower and where some eutectics form.

По легкости изготовления предпочтительной должна быть композиция, имеющая низкую температуру плавления (например, близкая к эвтектике или эвтектическая), тогда как для более высокой температурной характеристики предпочтительной должна быть композиция, имеющая более высокую температуру плавления. Было обнаружено, что композиции с примерно 35-40 мас.% оксида кремния (обычно 47-52 мол.%.) легко превращаются в волокна и образуют волокна, которые показывают низкую усадку при повышенных температурах. Такие волокна с примерно 23-25 мас.% К2О (обычно 18-22 мол.%) особенно легко образуются.For ease of manufacture, a composition having a low melting point (e.g., close to a eutectic or eutectic) should be preferred, while for a higher temperature characteristic, a composition having a higher melting point should be preferred. It was found that compositions with about 35-40 wt.% Silicon oxide (usually 47-52 mol.%.) Easily converted to fibers and form fibers that show low shrinkage at elevated temperatures. Such fibers with about 23-25 wt.% K 2 O (usually 18-22 mol.%) Are especially easily formed.

Растворимость, показанная в таблице 4, указывает, что может быть достигнута чрезвычайно высокая растворимость. Волокна с K2O + Al2O3 + SiO2 >80% и с менее чем 20 мол.% К2О хотя и показывают значительно более высокую растворимость, чем алюмосиликатное волокно (RCF), не склонны показывать такую высокую растворимость, как кальций-магний-силикатные волокна. Хорошая растворимость для таких волокон обнаружена для К2О в интервале от 25 до 30 мол.%. Для волокон, имеющих значительные добавки некоторых модификаторов вязкости (например, Mg), может быть обнаружена высокая растворимость (см. KMAS1).The solubility shown in table 4 indicates that extremely high solubility can be achieved. Fibers with K 2 O + Al 2 O 3 + SiO 2 > 80% and with less than 20 mol% K 2 O, although they show significantly higher solubility than aluminosilicate fiber (RCF), are not inclined to show such high solubility as calcium magnesium silicate fibers. Good solubility for such fibers was found for K 2 O in the range from 25 to 30 mol.%. For fibers having significant additives of certain viscosity modifiers (e.g. Mg), high solubility can be detected (see KMAS1).

Для сравнения, суммарная растворимость промышленного кальций-магний-силикатного волокна (которое считают биорастворимым в модельном физиологическом растворе с рН 7,4) и промышленного алюмосиликатного волокна (которое не считают биорастворимым в модельном физиологическом растворе с рН 7,4), измеренная при одних и тех же условиях, была в обоих случаях ~13 ч/млн.For comparison, the total solubility of industrial calcium-magnesium-silicate fiber (which is considered bio-soluble in a model physiological saline with a pH of 7.4) and industrial aluminosilicate fiber (which is not considered bio-soluble in a model physiological saline with a pH of 7.4), measured at one and under the same conditions, there was ~ 13 ppm in both cases.

Хотя статические растворимости являются только указаниями на биостойкость, эти результаты являются сильной поддержкой предположения о том, что попавшие при вдохе волокна по изобретению не будут выживать так долго, как промышленные алюмосиликатные волокна.Although static solubilities are only indications of biostability, these results strongly support the assumption that inhaled fibers of the invention will not survive as long as industrial aluminosilicate fibers.

Для применений, где важна механическая упругость волокон, волокна могут быть подвергнуты тепловой обработке. Одним из таких применений является применение в устройствах для борьбы с выбросами в атмосферу, таких как каталитические конвертеры, фильтры или ловушки микрочастиц дизельных двигателей, выхлопные трубы и т.п. Требования к такому оборудованию высоки и, в частности, используемые маты и концевые конусы должны иметь достаточную упругость, чтобы оставаться на месте после того, как они подвергнутся воздействию температур в 800°С или более (обычно может иметь место 900°С). Аморфные волокна были использованы для изготовления таких концевых конусов, но они проявляли тенденцию терять упругость и, следовательно, удерживающее давление на стенки корпуса, если были подвергнуты воздействию температур выше примерно 900°С.For applications where the mechanical resilience of the fibers is important, the fibers can be heat treated. One such application is in atmospheric abatement devices such as catalytic converters, filters or diesel particle traps, exhaust pipes, and the like. The requirements for such equipment are high and, in particular, the mats and end cones used must have sufficient resilience to remain in place after they are exposed to temperatures of 800 ° C or more (usually 900 ° C may occur). Amorphous fibers were used to make such end cones, but they tended to lose elasticity and, therefore, retaining pressure on the walls of the casing if they were exposed to temperatures above about 900 ° C.

Под упругостью в данном контексте подразумевается способность изделия восстанавливать свою первоначальную форму после деформации. Это может быть измерено простым осмотром размера и формы изделия после деформации, чтобы увидеть степень, в которой оно вернулось от деформированной формы к недеформированной форме. Однако данное состояние наиболее часто измеряют, наблюдая силу сопротивления деформации, поскольку это является показателем того, насколько хорошо концевые конусы способны оставаться на месте.By elasticity in this context is meant the ability of the product to restore its original shape after deformation. This can be measured by simply inspecting the size and shape of the product after deformation to see the extent to which it has returned from the deformed shape to the undeformed shape. However, this condition is most often measured by observing the strength of the deformation resistance, since this is an indicator of how well the end cones are able to remain in place.

В WO2004/064996 предложено использовать волокна, которые являются, по меньшей мере частично, кристаллическими или микрокристаллическими, так как они считаются более стойкими к усадке и более упругими, чем аморфные волокна, хотя в WO2004/064996 указано, что такие кристаллические или микрокристаллические волокна являются более хрупкими, чем аморфные волокна. Упругая природа кристаллических или термообработанных микрокристаллических волокон хорошо известна в технике теплоизоляции - см., например, WO00/75496 и WO99/46028.WO2004 / 064996 proposes the use of fibers that are at least partially crystalline or microcrystalline, as they are considered more resistant to shrinkage and more elastic than amorphous fibers, although WO2004 / 064996 states that such crystalline or microcrystalline fibers are more fragile than amorphous fibers. The elastic nature of crystalline or heat-treated microcrystalline fibers is well known in the thermal insulation technique — see, for example, WO00 / 75496 and WO99 / 46028.

Стекловолокна, такие как образованные из расплава силикатные волокна, являются объектом регламентирования в Европе, и различные классы волокон имеют различную классификацию опасности и различные требования к этикетированию. Обычные стеклянные алюмосиликатные волокна требуют более строгого этикетирования касательно опасности для здоровья (как так называемые канцерогены категории 2), чем щелочноземельно-силикатные волокна, которые не попадают в классификацию канцерогенов.Glass fibers, such as melt-formed silicate fibers, are regulated in Europe, and different classes of fibers have different hazard classifications and different labeling requirements. Conventional glass aluminosilicate fibers require stricter labeling regarding health hazards (as the so-called carcinogens of category 2) than alkaline earth silicate fibers that do not fall into the classification of carcinogens.

Директива 97/(69)/ЕС, которая заменяет Приложение 1 к Директиве 67/548/ЕЕС и классифицирует материалы по их потенциальной канцерогенности (Hazardous Substances Directive), имеет две широкие химические категории для силикатных волокон диаметром менее 6 мкм. Эти категории и заключения по ним являются следующими:Directive 97 / (69) / EC, which replaces Appendix 1 to Directive 67/548 / EEC and classifies materials according to their potential carcinogenicity (Hazardous Substances Directive), has two broad chemical categories for silicate fibers with a diameter of less than 6 microns. These categories and their conclusions are as follows:

>18 мас.% (CaO, MgO, Na2O, K2O, BaO)> 18 wt.% (CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, BaO) Категория 3 - требует предупреждающей этикетки на продукте, показывающей крест Св. Андрея и указывающей: "потенциально вреден при вдыхании" - такие волокна могут быть освобождены от этикетирования, если они отвечают одному или нескольким определенным тестам на низкую биостойкостьCategory 3 - requires a warning label on the product, showing the cross of St. Andrew and indicating: "potentially harmful by inhalation" - such fibers can be exempted from labeling if they meet one or more specific tests for low biostability <18 мас.% (CaO, MgO, Na2O, K2O, BaO)<18 wt.% (CaO, MgO, Na 2 O, K 2 O, BaO) Категория 2 - требует предупреждающей этикетки на продукте, показывающей символ черепа и скрещенных костей и указывающей "потенциально канцерогенен при вдыхании" - продукт не может быть освобожден от этикеткиCategory 2 - requires a warning label on the product, showing a skull and crossbones symbol and indicating “potentially carcinogenic by inhalation” - the product cannot be exempted from the label

Должно быть ясно, что заявленный настоящим класс волокон охватывает составы, которые могут попасть в категорию 3 или категорию 2, выгодно, чтобы CaO + MgO + K2O + BaO было больше 18 мас.%.It should be clear that the fiber class claimed herein encompasses compositions that may fall into category 3 or category 2, it is beneficial that CaO + MgO + K 2 O + BaO be greater than 18% by weight.

Прилагаемая формула изобретения ограничивает волокна волокнами, образованными из расплава. Должно быть ясно, что подобные волокна могут быть изготовлены с использованием альтернативных методов, таких как золь-гелевые методы. Настоящее изобретение охватывает также такие золь-гелевые волокна при условии, что они включают 12 мол.% или более К2О.The appended claims limit the fibers to fibers formed from the melt. It should be clear that such fibers can be made using alternative methods, such as sol-gel methods. The present invention also covers such sol-gel fibers, provided that they comprise 12 mol% or more of K 2 O.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Claims (20)

1. Неорганические волокна, имеющие состав:
Аl2О3 больше или равно 5 мол.%;
K2O - 12-40 мол.%;
SiO2 - 5-80 мол.%;
модификаторы вязкости меньше или равно 20 мол.%,
в котором SiO2+Al2O3+K2O больше или равно 80 мол.% и меньше 100 мол.%,
причем волокно имеет состав, имеющий температуру плавления выше 1400°С.
1. Inorganic fibers having the composition:
Al 2 About 3 greater than or equal to 5 mol.%;
K 2 O - 12-40 mol.%;
SiO 2 - 5-80 mol.%;
viscosity modifiers less than or equal to 20 mol.%,
in which SiO 2 + Al 2 O 3 + K 2 O is greater than or equal to 80 mol.% and less than 100 mol.%,
moreover, the fiber has a composition having a melting point above 1400 ° C.
2. Неорганические волокна по п.1, в которых количество K2О меньше 30 мол.%.2. Inorganic fibers according to claim 1, in which the amount of K 2 O is less than 30 mol%. 3. Неорганические волокна по п.1, в которых количество SiO2 больше или равно 35 мол.%.3. Inorganic fibers according to claim 1, in which the amount of SiO 2 is greater than or equal to 35 mol.%. 4. Неорганические волокна по п.1, в которых количество SiO2 ниже 70 мол.%.4. Inorganic fibers according to claim 1, in which the amount of SiO 2 below 70 mol.%. 5. Неорганические волокна по п.3, в которых количество SiO2 ниже 70 мол.%.5. Inorganic fibers according to claim 3, in which the amount of SiO 2 below 70 mol.%. 6. Неорганические волокна по п.3, в которых количество SiO2 больше 52 мол.%, причем волокна включают модификаторы вязкости в количествах, достаточных для образования волокон размером менее 10 мкм.6. Inorganic fibers according to claim 3, in which the amount of SiO 2 more than 52 mol.%, And the fibers include viscosity modifiers in quantities sufficient to form fibers less than 10 microns in size. 7. Неорганические волокна по п.6, в которых модификатор вязкости выбирают из группы оксидов щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, оксидов лантанидов, оксида бора, фторидов и их смесей.7. Inorganic fibers according to claim 6, in which the viscosity modifier is selected from the group of alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, lanthanide oxides, boron oxide, fluorides and mixtures thereof. 8. Неорганические волокна по п.6, в которых модификатор вязкости включает магний в форме оксида или в другой форме.8. Inorganic fibers according to claim 6, in which the viscosity modifier includes magnesium in the form of an oxide or in another form. 9. Неорганические волокна по п.1, в которых мольное соотношение K2О: Аl2О3 меньше чем 1,5 и больше чем 0,4.9. Inorganic fibers according to claim 1, in which the molar ratio of K 2 About: Al 2 About 3 less than 1.5 and more than 0.4. 10. Неорганические волокна по любому из пп.1-9, в которых количество CaO+MgO+Na2O+K2O+BaO больше 18 мас.%.10. Inorganic fibers according to any one of claims 1 to 9, in which the amount of CaO + MgO + Na 2 O + K 2 O + BaO is more than 18 wt.%. 11. Неорганические волокна по любому из пп.1-9, имеющие состав:
Аl2О3 - 10-50 мол.%;
K2О - 12-40 мол.%;
SiO2 - 30-80 мол.%,
в котором SiO2+Аl2O3+K2O больше или равно 80 мол.%.
11. Inorganic fibers according to any one of claims 1 to 9, having the composition:
Al 2 O 3 - 10-50 mol.%;
K 2 O - 12-40 mol.%;
SiO 2 - 30-80 mol.%,
in which SiO 2 + Al 2 O 3 + K 2 O is greater than or equal to 80 mol.%.
12. Неорганические волокна по п.11, имеющие состав:
Аl2О3 - 15-40 мол.%;
K2O - 15-30 мол.%;
SiO2 - 40-60 мол.%, в котором SiO2+Аl2O3+K2O больше или равно 90 мол.%.
12. Inorganic fibers according to claim 11, having the composition:
Al 2 O 3 - 15-40 mol.%;
K 2 O - 15-30 mol.%;
SiO 2 - 40-60 mol.%, In which SiO 2 + Al 2 O 3 + K 2 O is greater than or equal to 90 mol.%.
13. Неорганические волокна по п.12, в которых количество Аl2О3 находится в интервале 25-35 мол.%.13. Inorganic fibers according to item 12, in which the amount of Al 2 About 3 is in the range of 25-35 mol.%. 14. Неорганические волокна по любому из пп.1-3, в которых количество SiO2 меньше чем 52 мол.%.14. Inorganic fibers according to any one of claims 1 to 3, in which the amount of SiO 2 less than 52 mol.%. 15. Термическая изоляция, включающая неорганические волокна в соответствии с любым из пп.1-14.15. Thermal insulation, including inorganic fibers in accordance with any one of claims 1 to 14. 16. Термическая изоляция по п.15, в которой изоляция находится в виде рулонного материала.16. Thermal insulation according to clause 15, in which the insulation is in the form of a rolled material. 17. Мастики, включающие неорганические волокна, в соответствии с любым из пп.1-14.17. Mastics, including inorganic fibers, in accordance with any one of claims 1 to 14. 18. Композитные материалы, включающие неорганические волокна, в соответствии с любым из пп.1-14.18. Composite materials, including inorganic fibers, in accordance with any one of claims 1 to 14. 19. Опорные структуры для катализаторных масс, включающие неорганические волокна, в соответствии с любым из пп.1-14.19. Support structures for catalyst masses, including inorganic fibers, in accordance with any one of claims 1 to 14. 20. Фрикционные материалы, включающие неорганические волокна, в соответствии с любым из пп.1-14. 20. Friction materials, including inorganic fibers, in accordance with any one of claims 1 to 14.
RU2009124447/03A 2006-11-28 2007-11-23 Inorganic fibre composition RU2460698C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US86742106P 2006-11-28 2006-11-28
GB0623770A GB0623770D0 (en) 2006-11-28 2006-11-28 Inorganic fibre compositions
GB0623770.5 2006-11-28
US60/867,421 2006-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009124447A RU2009124447A (en) 2011-01-10
RU2460698C2 true RU2460698C2 (en) 2012-09-10

Family

ID=37671477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009124447/03A RU2460698C2 (en) 2006-11-28 2007-11-23 Inorganic fibre composition

Country Status (8)

Country Link
CN (1) CN101541699B (en)
AT (1) ATE488476T1 (en)
BR (1) BRPI0719017A2 (en)
DE (1) DE602007010658D1 (en)
GB (1) GB0623770D0 (en)
MY (1) MY146007A (en)
RU (1) RU2460698C2 (en)
ZA (1) ZA200902628B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540676C2 (en) * 2013-02-13 2015-02-10 Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") Method of obtaining continuous basalt-based fibre

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2733363T3 (en) * 2013-03-15 2019-11-28 Unifrax I Llc Inorganic fiber
ES2742328T3 (en) * 2013-07-22 2020-02-13 Morgan Advanced Mat Plc Inorganic fiber compositions
JP6266250B2 (en) * 2013-07-25 2018-01-24 ニチアス株式会社 Heat resistant inorganic fiber
WO2019074794A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Unifrax 1 Llc Crystalline silica free low biopersistence inorganic fiber

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2710261A (en) * 1952-05-16 1955-06-07 Carborundum Co Mineral fiber compositions
SU1203045A1 (en) * 1984-08-08 1986-01-07 Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Стекла Glass for glass fibre
RU2100298C1 (en) * 1992-08-20 1997-12-27 Изовер Сэн-Гобэн Method of manufacturing mineral wool and apparatus for forming fibers by way of internal centrifugation
RU2222506C2 (en) * 1998-05-06 2004-01-27 Изовер Сэн-Гобэн Mineral wool composition

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604366A (en) * 1984-03-20 1986-08-05 Dentsply Research & Development Corp. Leucite porcelain
US4622307A (en) * 1985-05-29 1986-11-11 Manville Corporation Low shrinkage kaolin refractory fiber and method for making same
NZ246629A (en) * 1992-01-17 1997-07-27 Morgan Crucible Co Saline soluble fibres for refractory insulation comprising greater than 58 percent by weight of silicon dioxide
SK45594A3 (en) * 1992-08-20 1994-09-07 Saint Gobain Isover Method of producing mineral wool, and mineral wool produced thereby
FR2883866B1 (en) * 2005-04-01 2007-05-18 Saint Gobain Isover Sa MINERAL WOOL, INSULATING PRODUCT AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2710261A (en) * 1952-05-16 1955-06-07 Carborundum Co Mineral fiber compositions
SU1203045A1 (en) * 1984-08-08 1986-01-07 Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Стекла Glass for glass fibre
RU2100298C1 (en) * 1992-08-20 1997-12-27 Изовер Сэн-Гобэн Method of manufacturing mineral wool and apparatus for forming fibers by way of internal centrifugation
RU2222506C2 (en) * 1998-05-06 2004-01-27 Изовер Сэн-Гобэн Mineral wool composition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540676C2 (en) * 2013-02-13 2015-02-10 Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") Method of obtaining continuous basalt-based fibre

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200902628B (en) 2010-04-28
CN101541699B (en) 2013-08-21
CN101541699A (en) 2009-09-23
MY146007A (en) 2012-06-15
BRPI0719017A2 (en) 2013-12-17
RU2009124447A (en) 2011-01-10
GB0623770D0 (en) 2007-01-10
ATE488476T1 (en) 2010-12-15
DE602007010658D1 (en) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8088701B2 (en) Inorganic fibre compositions
JP2010511105A5 (en)
US8163377B2 (en) High temperature resistant fibres
US20100264352A1 (en) Inorganic fibre compositions
RU2460698C2 (en) Inorganic fibre composition
JPH08508971A (en) Synthetic glass fiber
JPH10504272A (en) Inorganic fiber dissolved in physiological saline
PL176175B1 (en) Thermally stable and biologically soluble mixes for producing mineral fibres
US12122704B2 (en) Low biopersistence inorganic fiber free of crystalline silica
EP2213634A1 (en) Inorganic fibre compositions
ES2352815T3 (en) COMPOSITIONS OF INORGANIC FIBERS.
WO2019226450A1 (en) Inorganic fiber
EP3405443A1 (en) Inorganic fiber
RU2248334C2 (en) Method for providing refractory properties of product and inorganic refractory fiber