PL168417B1 - Kompozycja szkla PL PL - Google Patents

Abstract

1. Kompozycja szkla, wolna od trójtlenku boru zdolna do wysnuwania we wlókna, znamienna tym, ze zawiera nastepujace skladniki wyrazone w procentach wagowych: Si O2 66 - 73 A l2O3 0,8 - 5 R2O = Na2 0 + K2O 14 - 17,5 CaO 6,5-12 S i O2 + AL2O3 69 - 74 P L 168417 B 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja szkła, zwłaszcza kompozycja szkła wolna od trójtlenku boru oraz zdolna do wysnuwania we włókna w wysnuwarce wykonanej ze stopu wzmocnionego mechaniczną dyspersją stopową lub dyspersją tlenkową. Kompozycja szkła według wynalazku w szczególności nadaje się do wykonywania izolacji z włókna szklanego.

Znane są kompozycje szkła do wykorzystania w technice wytwarzania szklanych włókien przy użyciu wysnuwarek odśrodkowych. Kompozycje te zazwyczaj zawierają w sobie trójtlenek boru, umożliwiający nadanie im charakterystyki temperaturo wo/lepkościowej, która umożliwia swobodne przejście szkła poprzez otwory w ścianie wysnuwarki odśrodkowej przy temperaturze dostatecznie niskiej, aby zapobiec nadmiernej korozji i erozji wysnuwarki. Problem ze stosowa168417 niem trójtlenku boru jest taki, że bor jako materiał lotny jest emitowany z wanny wypełnionej stopionym szkłem, powodując problem zanieczyszczenia. Co więcej ma skłonność do skraplania sie na regenatorach skutkiem tego zanieczyszczając ie i uniemożliwiając wykorzystanie takich

--1,--- — --- - J J J J “ -------urządzeń do polepszenia sprawności termicznej paliwa opalającego wanny stopionego szkła.

Zgodnie z opisem patentowym Wielkiej Brytanii nr 2 041 910 proponuje się zmniejszenie zawartości lub eliminację trójtlenku boru z wynikającym podniesieniem temperatury krzepnięcia i podniesieniem poziomów tlenku glinowego lub barowego. Jest faktycznie uznane za niemożliwe wytwarzanie włókien na skalę przemysłową z tych mas o zmniejszonej zawartości trójtlenku boru za pomocą znanych technik wysnuwania. Proponowane są w związku z tym techniki wymagające stosowania wysnuwarek o nowym kształcie, ale w praktyce jest nie do przyjęcia wysoka korozja takich wysnuwarek, gdy są wytworzone ze zwykłego stopu. Również kompozycje szkła według tego opisu patentowego mają nie do przyjęcia niską trwałość.

Z opisu patentowego U.S.A.nr 4 402 767 jest znany sposób wytwarzania wysnuwarek wykonanych ze stopu wzmocnionego mechaniczną dyspersją stopową lub dyspersją tlenkową, za pomocą połączenia obróbki na ciepło, wyżarzania i procesu kształtowania na gorąco. Utrzymuje się, że takie wysnuwarki mają doskonałą odporność na działanie stopionego szkła i jak stwierdzono są zdolne do wytwarzania włókien szklanych i waty mineralnej przy tak wysokich temperaturach jak 1315°C. W opisie nie podano żadnych szczegółów dotyczących wytwarzania włókien szklanych.

Problemem jest określenie kompozycji szkła wolnego od boru, które mają wymaganą trwałość i mogą być stosowane w wysokotemperaturowych wysnuwarkach takich jak ujawnione w opisie patentowym U.S.A. nr 4 402 767. Chociaż brak trójtlenku boru powoduje pogorszenie wodnej trwałości szkła, to zgodnie z niniejszym wynalazkiem zostały określone zakresy składów, dla których ta trwałość jest zadawalająca.

Zgodnie z wynalazkiem kompozycja szkła wolnego od trójtlenku boru, zdolna do odwirowania na włókna, zawiera następujące składniki wyrażone w procentach wagowych:

5101 66 - 13

AI2O3 0,8 - 5

R2O = Na2O + K2O 14 - 175

CaO 6,5-12

5102 + AI2O3 69 -14

Szkła takie mają lepkość 1000 puazów lub mniej przy temperaturach około 1200°C i krzepliwość przy temperaturze co najmniej 130°C poniżej temperatury dla 1000 puazów.

Kompozycja może zawierać również: 0-2% F^O,; 0-5% MgO; 0-0,6% SO3, wszystko wyrażone w procentach wagowych.

Korzystnie składniki są wyrażone w procentach wagowych w następujących zakresach:

SiO2	67 - 72,4
Al2O3	1-4
R2O	145 -17
K2O	0,5-2
Na2O	135-16,5
CaO	7-11,2
Fe2O3	0,l-:„
MgO	0,2 - 4,4
SiO2 + AJ2O3 7	0 - 73,7

Szczególnie korzystnie składniki są wyrażone w procentach wagowych w następujących zakresach:

SiO2	67-70
Al2O3	2-4
Na2O	14-15,5
K2O	0,5-15
MgO	3-45
CaO	7-8,5
Fe2O3	0,3-2

168 417

SO3 Ο - 03

SiO2 + AI2O3 7 O-72

NaiO + K2O 15-16,5

Wysoka zawartość Na2O jest wymagana w celu uzyskani a niskiej temperatury krzepnięcia, ale zalecany wąski zakres MgO pozwala na utrzymanie Na2O na minimalnym poziomie, optymalizując w ten sposób trwałość przy utrzymaniu krzepnięcia co najmniej 160 stopni Celsjusza poniżej temperatury dla lepkości 1000 puazów, korzystnie poniżej 1170°C.

Wynalazek zostanie poniżej opisany w odniesieniu do następujących, nieogranicząjących przykładów 1-28. Niskie zawartości S03, K2O i Fe2O3 są zastosowane jako minimalne w tych przykładach. Faktycznie są one obecne w dolnych wartościach granicznych, jako zanieczyszczenia w surowcach i nie mają znaczącego wpływu na właściwości włókien szklanych. Szczegółowe dane dotyczące tych przykładów i próby trwałości są zestawione w tabeli. Należy podkreślić, że przykład 18 wychodzi poza zakres niniejszego wynalazku, ponieważ niski poziom tlenku glinowego powoduje niedostateczną trwałość.

Nie ma ustalonego sposobu próby międzynarodowej do oszacowania właściwości szkła w zastosowaniach na izolację z włókna szklanego. Stało się praktyką stosowanie laboratoryjnej próby wyrobu ISO 719, ponieważ daje ona użyteczną wskazówkę wodnej trwałości i atmosferycznej odporności szkła. W próbie tej poddaje się 2g ziaren szkła działaniu wody destylowanej przez 60 min przy 98°C i ług poekstrakcyjny miareczkuje się 0,01 molowym HCL. Trwałość jest opisana na podstawie wyekstrahowanego ługu na gram szkła obliczonego z zawartości kwasu potrzebnego do neutralizacji. Związane z tyra klasy waty szklanej to ISO klasy 3 - od 62 do 264 mikrogramów ługu na gram; oraz klasy 4 - od 265 do 620 mikrogramów na gram. Wata szklana jest korzystnie w klasie 3, ale może być możliwa do przyjęcia dobra klasa 4, ponieważ skuteczność izolacyjna jest funkcją zarówno szkła jak i spoiwa żywicznego, a spoiwa są osiągalne do użytku ze szkłami silniej uwolnionymi. Klasa znamionowa 3 jest dobra i klasa znamionowa 4 jest możliwa do przyjęcia, ale nie jest tak dobra.

168 417

Tabela 1

co

Ll9

co

O r*

CO o

cn

M·

in in rH

rd

in Ό f—i

CN o

l 11421

loiai

285 |

-4·

Γ-

r- CO

co

o r*

co o

CO

•<4·

in o rd

rd

in r* rd

CM o

ω co rd rd

o co <p

UO o

M·

Ό

σ> Ό

co

CM Γ-

co o

co

M*

in ST rd

rd

in in rd

CN o

CO r* rd rd

CM O O r-ł

rd in CN

CO

tr>

o r*

co

CO r*

co o

co

M·

m co id

rd

in •^r rd

CM o

rd cn rd rd

CN rd O rd

UO 00 <—1

co

( Ό

•M·

rd r*

co o

co

’Φ

in w rd

rd

in co <—1

CM O

cn in rd rd

CM O O H

co CN

co

co

CO kO

co

rd

co o

co

M·

IT in rd

rd

in CO rd

CN O

in in rd rd

CM 00 σ

o Ό CM

co

CM

σ ^o

CN

td

co o

CO

M·

in in r—t

rd

in kO rd

CM o

O in rd rd

Ό σ>

O Γ- CM

d*

rd

o [

r“ł

rd r*

CO o

co

’Φ

in m <—1

rd

m kO rd

CM O

kO rd rd

CM m O

Γ- CO co

M·

Τ3 (0 Λί N CU

CN O ►d ω

CO O CN rd <

co O CM <—ł < + CM O Ή ω

co O CM 0) Cu

o <0 O

o tP s

O CM CC Z.

o CM

o CM cd

CO O w

co σ> o r-~ł

OJ Ή ϋ Ol· •r-ł c 0) N l·)

tP o CM Pd CP 2

cO to (0 r-ł

168 417

Tabela 1

vD rd

CO \D

co

rd r*

lAil

CO

σ> co

Lżi

rd

LSI

CM O

I 11701

KD CM O rd

in <r r-1

co

ιη rd

ω y?

Ί·

CM

co % o

tn

tn co

tn *. ID rd

rd

in yj T—i

CM O

CO D rd rd

yj <n cr

y> in CM

co

rd

o r*

co

CO

co o

co co

cr co

in co

ω *. o

53· 5f rd

CM O

ID O rd rd

00 t—t o

rd CO CM

co

CO rd

^r CM

co rd

t> co

rd O

CM rd cd

CM O

5T rd

tn o

D sf t—i

CM O

o (· rd rd

co rd O rd

y? co IM

CM rd

00 yj

co

rd Γ

CO *, rd

tn

•y

tn t—ł

rd

vD rd

CM O

CO <O rd

o o o rt

CO D CM

53*

rd rd

O <O

co

CM r-

CO *. O

m r-

ID r-j

rd

KD rd

CM O

σ\ KD rd rd

y> y> σ'

en tn CM

CO

O rd

tn co y>

co

m r-t

co *. o

co

M·

ID rd

rd

KO rd

CM O

CO <0 rd rd

o σ\ tn

CO D CM

CO

σ\

σ\ yo

co

CM r-

co *. o

M·

tn tn r“1

rd

tn to t—t

CM o

KD KD rd rd

o m σ>

CO cn CM

•y

1 Przykład |

CM O •H W

co o CM rd <

CO O CM rd < + CM O “H ω

co O CM Φ &d

O Ifl u

O en s

O CM (0 2

o CM 2

O CM «

m O W

n CP O r—t H

(U Ή o a> rd c Cb Q) N) Li

er o CM « Cr 3

(0 ω to t 2

168 417

Tabela 1

NT CM

KO Ό

M·

O r>

tn CM

CO r-

co

in in τ—1

rd

LO LO r-1

CM O

11551

Ιοτοτ

Ο CM

CO

co CM

KO 1X5

co

en ko

CO co

m *.

M·

in rd

r-1

LO rd

CM O

O in rd rd

CM O rd

O CO CM

co

CM CM

r- KO

co

o

co »»> CM

tf) E*

M·

in rd

t—ł

LO rd

CM O

r* LD rd rd

CM O O r-ł

LO CO CM

co

rd CM

CO KO

co

rd

CO rd

m r-*

in r-1

rd

LO rd

CM O

LO rd rd

Tf σι σι

CO lf) CM

co

O CM

σι LO

CO

CM r*

CO K. o

LO

NT

LO r-1

rd

LO rd

CM K. o

O r* rd rd

NT r** o

σ> m CM

co

σ rd

co ω

co

rd Γ-

co o

co

LO to rd

rd

LO LO rd

CM O

in rd rd

τ—1 CO cn

rd lf) CM

co

CO rd

rd Γ*

o

rd Γ

co K. o

co

NT

in ir> »—i

t—ł

m *, KO rd

CM O

CM rd rd

O •M· σι

NT r*

r* rd

ιη co KO

co

in rH

co o

ko Γ-

M· » >s·

in rd

rd

LO rd

CM O

m KO H H

KO o o r-1

r4 in CM

co

Ό (0 Ai N Ul CU

CM O -H W

co O CM rd <

CO O CM rd + CM O Ή W

co O CM Φ CŁt

o (0 u

O σ' 2

o CM (C 2

o CM A5

o CM 05

cn O ω

n σ> o i—1 Eh

<D H υ au Ή c α ω Ν Ul a;

σ> o CM 05 CP 3

(ΰ ω Π3 rd A5

168 417

Tabel

CO CM

in o

co

m n

co o

CO

M·

CO rd

rd

rd

CM O

LO CO rd

m

r- CM

in 01 vo

CM

m rd

ID O

Lf) CO

rd

LO rd

m lf) H

o

Lf) LO rd rd

m o o ι—1

CTt CM CM

co

Ό CM

o r-

CM

CM

ID O

Lf) co

Lf) rd

Lf) O

LO rd

o

LO LO rd rd

M5 O O cH

rd LO CM

CO

in CM

MO MO

o r·

ID CM

co LO

ID rd

ΙΓ) rd

lf) LO rd

CM o

LO rd rd

rd O rd

MO O CM

co

Ό Π3 f*d X >1 EM Li CU

CM O Ή ω

m O CM rd <

m O CM rH < + CM O Ή to

co O (N Φ Cu

o It) O

o Cp S

O CM <0 Z

o cm X,

o CM K

co O cn

CO CP 0 t—1 en

0) Ή ϋ α> Η c 0, <D N Li X

Cp o CM (X CP O

(0 ω (0 r-i X

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja szkła, wolna od trójtlenku boru zdolna do wysnuwania we włókna, znamienna tym, że zawiera następujące składniki wyrażone w procentach wagowych:

SiO2 66 - 73

Al2O3 0,8 - 5

R2O = Na2O + K2O 14-17,5

CaO 6,5-12

SiO2 + AL2O3 69 - 74

2. Kompozycja szkła według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera następujące, dodatkowe składniki wyrażone w procentach wagowych:

Fe2O₃ 0 - 2

MgO 0- 5

SO3 0 - 0,6

3. Kompozycja szkła według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera składniki wyrażone w procentach wagowych w następujących zakresach:

SiO2 67 - 72,4 AI2O3 1-4 R2O 14,5 - 17 K2O 0,5-2 Na2O 13,5 - 16,5 CaO 7-11,2 Fe2O₃ 0,1 - 2,5 MgO 0,2-4,4 SiO2 + Al2O₃ 70 - 73,7

4. Kompozycja szkła według zastrz. 3, znamienna tym, że zawiera składniki wyrażone w procentach wagowych w następujących zakresach:

SiO2 67-70 Al2O3 2-4 Na2O 14,5 - 15,5 K2O 0,5- 1,5 MgO 3-4,5 CaO 7-8,5 Fe2O₃ 0,:3-2 SO3 0-0,3 SiO2 + AL2O3 70-72 Na2O + K2O 15-16,5