CN103476977B - 生物可溶性无机纤维的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无机纤维的制造方法，所述制造方法为将含有70重量%以上的二氧化硅、以及合计为10～30重量%的氧化镁和氧化钙的无机原料在容器中进行加热使之熔融，制造熔融粘度为15泊以下的熔融液，以70km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子，通过由所述转子的旋转产生的离心力，将所述熔融液拉长纤维化，在所述转子的周围吹入空气，吹飞所述纤维化的纤维，收集所述纤维，制造平均纤维直径为5μm以下的纤维。

Description

生物可溶性无机纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及生物可溶性无机纤维的制造方法。
背景技术
无机纤维由于质量轻且容易操作，并且耐热性优异，因此，可以用作例如耐热性的薄板材料。另一方面，近年来，无机纤维被指出因被吸入人体侵入肺而产生问题。于是，开发了即使被吸入人体也不产生问题或者难以产生问题的生物可溶性无机纤维（例如，专利文献1、2）。
对于无机纤维的纤维直径，在专利文献3、4中记载了用静电纺丝（electrospinning）法制造平均纤维直径为100～2000nm或者3～50μm的无机纤维。另外，在专利文献5中记载了使用通过将原料的熔融液直接对着压缩空气进行纤维化的吹气法来制造平均纤维直径为4～10μm的以氧化铝为主要成分的无机纤维。
在专利文献6～9中记载了将原料的熔融液供给到转子，通过转子的离心力和转子周围喷出的空气的纺丝法。在专利文献8、9中记载了通过用高离心加速度制造SiO2小于70%的岩棉纤维从而得到良好物性的纤维。另外，在专利文献6中记载了可以通过熔融液的粘性和离心加速度来控制纤维直径的方法。进一步，专利文献7对于第一转子的风速有记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公报第3753416号
专利文献2：日本特表2005-514318号公报
专利文献3：日本特开2010-202983号公报
专利文献4：日本特开2010-189798号公报
专利文献5：日本特开2003-105658号公报
专利文献6：日本特开昭63-239135号公报
专利文献7：日本特开昭63-230535号公报
专利文献8：日本特表平06-504257号公报
专利文献9：日本专利公报第3260367号
发明内容
发明所要解决的技术问题
生物可溶性无机纤维以二氧化硅（SiO2）为主要成分，并且包含氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）等。特别是由于二氧化硅的含量变高则耐火性提高，因此，近年来正在开发二氧化硅的含量高的纤维。然而，如果含有70重量%以上的二氧化硅，则原料的粘度变高，因而，难以得到纤维直径细的纤维，现在正在销售的生物可溶性纤维的纤维直径为4.5μm以上。在2000℃左右的高温下将未纤维化物（渣球）少的数μm的细纤维稳定地进行纺丝是极其困难的。
本发明的目的在于提供即使是在现有的制造方法中由于高粘度而不能制造或者难以制造的纤维，或者只能制造粗纤维直径的纤维，也可以稳定地工业化制造纤维直径细的生物可溶性无机纤维的方法。
解决技术问题的手段
本发明者们专门研究，其结果发现：即使是含有70重量%以上的二氧化硅的纤维，也可以通过特定的制造条件抑制未纤维化物并且使纤维直径变细，从而完成本发明。
根据本发明，可以提供以下的制造方法。
1.一种无机纤维的制造方法，其中，所述制造方法为将含有约70重量%以上的二氧化硅、以及合计约为10重量%～30重量%的氧化镁和氧化钙的无机原料在容器中进行加热使之熔融，制造熔融粘度为15泊以下的熔融液，
以约70km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子，
通过由所述转子的旋转产生的离心力，将所述熔融液拉长纤维化，
在所述转子的周围吹入空气，吹飞所述已经纤维化的纤维，
收集所述纤维，制造平均纤维直径约5μm以下的纤维。
2.上述1所述的制造方法，其中，所述加速度约为100km/s2以上。
3.上述1或2所述的制造方法，其中，制造熔融粘度为4泊以下的熔融液，以约115km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子。
4.上述1或2所述的制造方法，其中，制造熔融粘度约7泊以下的熔融液，以约259km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子。
5.上述1或2所述的制造方法，其中，熔融液的熔融粘度和转子的加速度满足下述式。
A≥36.81×P－11.21
15≥P
（式中，P为熔融液的熔融粘度（泊），A为转子的加速度（km/s2）。）
6.上述1～5中任一项所述的制造方法，其中，在每单位原料上施加约为0.15kW/kg～0.70kW/kg的电力使之熔融。
7.上述6所述的制造方法，其中，在每单位原料上施加约为0.25kW/kg～0.70kW/kg的电力使之熔融。
8.上述1～7中任一项所述的制造方法，其中，在所述容器的底上设置用于将所述熔融液供给到转子的孔，
在所述容器中设置向着所述孔的棒，
当所述孔的直径扩大时，将所述棒靠近孔，调节熔融液向所述转子的供给量。
9.上述1～8中任一项所述的制造方法，其中，所述加热温度约为1600℃～2500℃。
10.上述1～9中任一项所述的制造方法，其中，将熔融液供给到所述转子的速度约为100kg/小时～1000kg/小时。
11.上述10所述的制造方法，其中，将熔融液供给到所述转子的速度约为250kg/小时～800kg/小时。
12.上述1～11中任一项所述的制造方法，其中，所述纤维的平均纤维直径约为2μm～4.4μm。
13.上述1～12中任一项所述的制造方法，其中，所述纤维中45μm以上的未纤维化物约为65重量%以下。
14.上述1～13中任一项所述的制造方法，其中，所述纤维具有以下的组成1或者组成2。
发明的效果
根据本发明，可以稳定地工业化制造纤维直径细的生物可溶性无机纤维。
附图说明
图1是表示能够用于本发明的制造方法的装置的一个例子的图。
图2是表示不同组成的纤维的熔融粘度与温度的关系的图。
图3是表示不同组成的纤维的熔融粘度与纤维直径的关系的图。
图4是表示棒的有无与熔融液的流出量的经时变化的图。
具体实施方式
本发明的目的在于制造含有70重量%以上的二氧化硅、以及合计为10～30重量%的氧化镁和氧化钙的无机纤维（二氧化硅·碱土类金属纤维）。已知这样的纤维是生物可溶性的。
二氧化硅·碱土类金属纤维用于绝热材料等各种用途，优选平均纤维直径细到约5μm以下。
如果纤维直径细，则即使进入生物体内也容易溶解。而且，手触感光滑，不会产生刺痛感。另外，纤维直径细意味着产品每单位体积的纤维根数增加，由此热传导率变低，绝热效果提高。加工时也可以得到密度高的加工品，由此绝热效果提高。进一步，如果纤维根数多，则拉伸强度也变大。由此可见，纤维直径细的优点很多。
但是，为了成型，纤维直径不能过细。在专利文献3中虽然通过静电纺丝法得到纳米水平的纤维，但是这样的纤维不是本发明所要制造的纤维。优选纤维直径为2μm以上。
作为纤维的制造方法，已知有吹气法和纺丝法，而二氧化硅·碱土类金属纤维在用吹气法时未纤维化物变多。因此，本发明使用纺丝法进行制造。在纺丝法中，将原料的熔融液供给到旋转的转子，通过转子的离心力和由转子周围喷出的空气将熔融液拉长制成纤维。
在纺丝法中，为了制造含有70重量%以上的二氧化硅的细的纤维，必须在极高的温度下溶解。因此，需要用于达到高温的条件、以及在该高温中不发生损伤并且稳定地使熔融液流出至转子。如果流出不稳定，则熔融液接触转子上的状态变得不稳定，纤维物性恶化。本发明通过将这样的高温熔融、稳定流出等多个条件组合来完成，从而使工业化制造纤维品质良好并且平均纤维直径约5μm以下的细的二氧化硅·碱土类金属纤维成为可能。另外，平均纤维直径可以用实施例记载的方法求得。
得到的纤维的45μm以上的未纤维化物通常为65%以下，例如为55～30%。未纤维化物的量也可以用实施例记载的方法求得。
以下，使用附图具体地说明本发明所涉及的制造方法的一个实施方式。
图1表示可以用于本实施方式的制造方法的装置的一个例子。
首先，在容器10中将石英砂、氧化镁、碳酸镁、硅灰石（Wollastonite）、碳酸钙、碳酸锶、高岭土、氧化铝等原料熔融，制造熔融粘度为15泊以下，优选为10泊以下、7泊以下、5泊以下、4泊以下的低粘度的熔融液。从实现的容易性的观点出发，下限，例如为1泊以上。只要能达到所述规定的粘度加热温度就没有限定，通常为1600～2400℃，特别优选为1700～2400℃左右。优选在该操作中熔融所需的全部原料。
在容器10中，设置2个以上的电极12，通过电极进行加热将原料熔融。电极12只要是钼制等耐高温的材料即可。容器10优选用锅炉钢板制并且具有冷却装置。
对电极12施加的电力优选为0.15～0.70kW/kg，进一步优选为0.25～0.70kW/kg。
在容器10底部具有用于使熔融液流出至转子20的孔板14，在孔板上开有漏斗状的孔16。调节孔板的孔的直径和长度来调节流出量。孔的直径越大长度越短，则流出量增大。如果持续流出高温的熔融液，则孔板的壁损伤，孔的直径变大。如果孔的直径变大，则流出量增加，变得不稳定。因此，在图1所示的装置中，容器10中向着孔16，在垂直方向上设有棒18。棒的前端优选对应于孔的形状，该装置中的前端尖。如果孔的直径扩大，则优选降低控制棒，以熔融液供给到转子的量成为一定的方式进行调节。
熔融液从孔板14供给到旋转的转子20。供给速度例如为100～1000kg/小时，优选为250～800kg/小时左右。
转子使用2个以上（优选为2～4个），相对的转子相互朝内（箭头A）顺时针、逆时针旋转。将熔融液供给到一个转子的周面。熔融液传到多个转子的周面。
通过由转子20的旋转产生的离心力，将熔融液拉长纤维化。在本实施方式中，转子的加速度为70km/s2以上。优选全部转子的加速度为70km/s2以上。加速度优选为100km/s2以上，进一步优选为150km/s2以上，更加优选为250km/s2以上。从实现的容易性的观点出发，上限，例如为550km/s2以下。
通过在上述的熔融液的粘度范围内和上述加速度的范围内将粘度和加速度组合，可以得到作为目标产物的细直径的纤维。
例如，使熔融粘度为4泊以下，并且使加速度为115km/s2以上。另外，使熔融粘度为7泊以下，并且使加速度为259km/s2以上。
另外，由图3所示的数据可知，纤维直径、粘度、加速度满足以下的关系。
D＝－1.16×10-2×A＋4.27×10-1×P＋4.87
（式中，D为纤维直径（μm），P为熔融液的熔融粘度（泊），A为转子的加速度（km/s2）。）
因此，如果熔融粘度和加速度满足下述式子，则可以得到纤维直径为5μm以下的纤维。
A≥36.81×P－11.21
15≥P
（式中，P为熔融液的熔融粘度（泊），A为转子的加速度（km/s2）。）
熔融液的熔融粘度P（泊）为P＞0，优选为P≥0.5，进一步优选为P≥1。
在转子20的周围向着采集器30（箭头B）吹入洗提气（空气）。洗提气的吹入口优选设在转子附近。从洗提气的出入口至转子的周围的距离优选为0～300mm。也可以设于转子上，也可以远离转子设置。
将由洗提气吹掉的纤维收集到采集器30，从而可以得到无机纤维的集合体。
用本发明的方法制造的二氧化硅·碱土类金属纤维含有70重量%以上的二氧化硅、以及合计为10～30重量%的氧化镁和氧化钙。如果二氧化硅为70重量%以上的话，则耐热性优异。如果氧化镁和氧化钙合计为10～30重量%的话，则生物可溶性优异。
二氧化硅的量优选为70～80重量%，进一步优选为71～79重量%。
氧化镁和氧化钙的合计量优选为15～28重量%，进一步优选为19～28重量%。
另外，可以含有Al2O3（例如为5重量%以下，1～4重量%或者1～2重量%）、K2O、Na2O、Fe2O3、ZrO2、P2O4、B2O3、La2O3等。
可以使SiO2、CaO、MgO、Al2O3的合计超过95重量%，超过97重量%或者超过98重量%。
这样的纤维可以大致划分为含有较多MgO的Mg硅酸盐纤维和含有较多CaO的Ca硅酸盐纤维。作为Mg硅酸盐纤维可以列举以下的组成。
SiO270～82重量%（优选为70～80重量%，进一步优选为71～79重量%）
CaO1～9重量%（优选为2～8重量%）
MgO10～29重量%（优选为10～25重量%）
Al2Ox小于3重量%（优选为小于2重量%）
其它氧化物小于2重量%（优选为小于1重量%）
作为Ca硅酸盐纤维可以列举以下的组成。从耐热性和生物可溶性的观点出发，优选这样的纤维。另外，Ca硅酸盐纤维相比Mg硅酸盐纤维，在低的温度下熔融粘度容易变得更低，可以更容易地使纤维直径变细。
SiO266～82重量%（例如，可以为68～82重量%、70～82重量%、70～80重量%、71～80重量%或者71.25～76重量%）
CaO10～34重量%（例如，可以为18～30重量%、18～29重量%、20～27重量%或者21～26重量%）
MgO3重量%以下（例如，可以为1重量%以下）
Al2O35重量%以下（例如，可以为3.4重量%以下或者3.0重量%以下。另外，可以为0.1重量%以上、0.5重量%以上、1.1重量%以上或者2.0重量%以上）
其它氧化物小于2重量%
如果SiO2在上述范围内，则耐热性优异。如果CaO和MgO在上述范围内，则加热前后的生物可溶性优异。如果Al2O3在上述范围内，则耐热性优异。
另外，可以使SiO2、CaO、MgO、Al2O3的合计超过98重量%或者超过99重量%。
上述的生物可溶性无机纤维可以含有从碱金属氧化物（K2O、Na2O、Li2O等），选自Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或其混合物的各个氧化物，Fe2O3、ZrO2、TiO2、P2O5、B2O3、MnO、ZnO、SrO、BaO、Cr2O3等中选出的1种以上作为其它的成分，也可以不含有。可以使其它氧化物分别为1.0重量%以下、0.2重量%以下或者0.1重量%以下。也可以使碱金属氧化物中各氧化物分别为1.0重量%以下、0.2重量%以下或者0.1重量%以下。另外，也可以使碱金属氧化物的合计为1.0重量%以下、0.2重量%以下或者0.1重量%以下。
上述纤维由于具有上述组成，因而，生物可溶性优异，特别是加热后生物可溶性提高。
实施例
实验例1
在容器中对电极施加0.15kW/kg的电力，将表1所示的组成的纤维A和纤维B的原料加热至1700～2400℃，使之熔融，制造熔融粘度为1～15泊的熔融液。在图2中表示纤维A、B的熔融粘度与温度的关系。
接着，将这些熔融液以约300～600kg/小时从容器的孔板供给到以74、115、259km/s2的加速度旋转的转子。此时用控制棒进行调节使供给量在一定的范围内。一边将空气吹入转子的周围，一边制造纤维。将得到的纤维A、B的熔融粘度与平均纤维直径的关系表示于图3中。
用熔融粘度为3泊并且以259km/s2的加速度制造的纤维A中，作为未纤维化物的薄片少，为40～50%。
实施例中特性的测定方法如下所述。
（1）平均纤维直径
用电子显微镜观察·拍摄纤维之后，对于拍摄的纤维，测量400根以上纤维的直径，将全部测量纤维的平均值作为平均纤维直径。
（2）未纤维化物
一边用具有45μm筛眼的筛子从筛下部吸出纤维，一边摩擦纤维，将筛子上残留的颗粒作为未纤维化物。
（3）熔融粘度
使用起重球粘度测定器（liftingsphereviscometer）进行测定。
表1：
※组成的单位为重量%
实验例2
用与实验例1同样的方法，用熔融粘度为5泊并且以259km/s2的加速度制造纤维A。在本实验例中，将熔融液供给到转子时，测定使用控制棒时与没有使用控制棒时的熔融液的流出量的经时变化。对应孔板的孔的扩大而降低棒的高度。将结果表示于图4和表2中。在图4中一并表示棒的高度。可知通过使用棒，可以控制流出量的偏差，从而使纤维直径变细。
表2：
流出量 标准偏差 纤维直径
有棒 340～550 36 3.5～3.9
无棒 330～670 120 3.5～5.1
实验例3
用与实验例1同样的方法，用熔融粘度为5泊并且以259km/s2的加速度制造纤维A。在本实验例中，改变对容器施加的电力，测定熔融液的流出温度和粘度。将结果表示于表3中。
表3：
实验例4
用以下的方法制造表4所示组成（wt%）的纤维C、D。
在容器中将原料加热熔融，制造熔融粘度为5～6泊的熔融液，将该熔融液供给到以259km/s2的加速度旋转的转子。通过由转子的旋转产生的离心力，将熔融液拉长纤维化。在转子的周围吹入空气，吹飞已经纤维化的纤维，收集纤维。
对于得到的纤维，用实施例1中记载的方法测定平均纤维直径，拉伸强度通过由纤维制作具有128kg/m3的密度的25mm厚的毯子，用万能试验机测定其拉伸强度。将结果表示于表4中。得到的纤维外观、形状良好，并且未纤维化物少。另外，具有良好的拉伸强度。
表4：
产业上利用的可能性
通过本发明的方法得到的无机纤维可以作为绝热材料，以及作为石棉的替代品用于各种用途。
上述详细地说明了几个本发明的实施方式和/或实施例，本领域的技术人员可以容易地对这些例示的实施方式和/或实施例施加较多的变更，而实质上没有脱离本发明的新启示以及效果。因此，这些较多的变更包含于本发明的范围内。
在此引用该说明书中所记载的文献的全部内容。

Claims (12)

1.一种无机纤维的制造方法，其中，
将含有70重量％以上的二氧化硅、以及合计为10～30重量％的氧化镁和氧化钙且不含有BaO的无机原料在容器中进行加热使之熔融，制造熔融粘度为15泊以下的熔融液，
以70km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子，
通过由所述转子的旋转产生的离心力，将所述熔融液拉长纤维化，
在所述转子的周围吹入空气，吹飞所述纤维化的纤维，
收集所述纤维，制造平均纤维直径为5μm以下的纤维；
在所述容器的底上设置用于将所述熔融液供给到转子的孔，
在所述容器中设置向着所述孔的棒，
当所述孔的直径扩大时，将所述棒靠近孔，调节熔融液向所述转子的供给量。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中，
所述加速度为100km/s2以上。
3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
制造熔融粘度为4泊以下的熔融液，以115km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子。
4.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
制造熔融粘度为7泊以下的熔融液，以259km/s2以上的加速度将所述熔融液供给到旋转的转子。
5.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
熔融液的熔融粘度和转子的加速度满足下述式，
A≥36.81×P－11.21
15≥P
式中，P为熔融液的熔融粘度，单位为泊，A为转子的加速度，单位为km/s2。
6.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
在每单位原料上施加0.15～0.70kW/kg的电力使之熔融。
7.如权利要求6所述的制造方法，其中，
在每单位原料上施加0.25～0.70kW/kg的电力使之熔融。
8.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
所述加热温度为1600～2500℃。
9.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
将熔融液供给到所述转子的速度为100～1000kg/小时。
10.如权利要求9所述的制造方法，其中，
将熔融液供给到所述转子的速度为250～800kg/小时。
11.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
所述纤维的平均纤维直径为2～4.4μm。
12.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，
所述纤维的45μm以上的未纤维化物为65重量％以下。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5174948B1 (ja) 2011-12-23 2013-04-03 ニチアス株式会社 生体溶解性無機繊維及びその製造方法
US20130260980A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Robert D. Touslee Systems and methods for forming glass materials
EP2858958B1 (en) 2013-07-22 2019-06-12 Morgan Advanced Materials PLC Inorganic fibre compositions
KR101667444B1 (ko) 2013-11-21 2016-10-18 서울대학교산학협력단 유무기 하이브리드 재료 및 그 제조 방법
WO2015100320A1 (en) * 2013-12-23 2015-07-02 Unifrax I Llc Inorganic fiber with improved shrinkage and strength
JP6559219B2 (ja) * 2014-07-16 2019-08-14 ユニフラックス ワン リミテッド ライアビリティ カンパニー 収縮及び強度が改善された無機繊維
JP5634637B1 (ja) 2014-08-08 2014-12-03 ニチアス株式会社 生体溶解性無機繊維
GB2546310A (en) * 2016-01-15 2017-07-19 Thermal Ceram Uk Ltd Melt-formed inorganic fibres
WO2017121770A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 Thermal Ceramics Uk Limited Apparatus and method for forming melt-formed inorganic fibres
WO2017127501A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Unifrax I Llc Inorganic fiber
EP3694823A4 (en) 2017-10-10 2021-06-23 Unifrax I LLC CRYSTALLINE SILICON DIOXIDE-FREE INORGANIC FIBER WITH LOW BIOPERSISTENCE
US10882779B2 (en) 2018-05-25 2021-01-05 Unifrax I Llc Inorganic fiber
GB201813436D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Thermal Ceram Uk Ltd Inorganic fibres
CN109295549A (zh) * 2018-09-30 2019-02-01 济南火龙热陶瓷有限责任公司 一种生物可溶性纤维及其制备方法
GB2591039B (en) 2020-10-23 2021-11-24 Thermal Ceramics Uk Ltd Thermal insulation
CN115872627A (zh) * 2021-09-30 2023-03-31 淄博华源科技创新发展有限公司 一种含锶锌元素的农业用纤维材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954852A (en) * 1994-12-01 1999-09-21 Rockwool International A/S Method of making fibers from mineral melts which have a viscosity of not more than 18 poise at 1400° C.
CN1868947A (zh) * 2002-01-04 2006-11-29 摩根坩埚有限公司 盐水可溶的无机纤维
EP1760051A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-07 Nichias Corporation Inorganic fiber and method for manufacturing the same

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3230060A (en) * 1961-12-04 1966-01-18 Owens Illinois Glass Co Glass feeding
US4238213A (en) * 1979-04-05 1980-12-09 Johns-Manville Corporation Method of operation of a refractory fiber production process
JPS56114846A (en) * 1980-02-08 1981-09-09 Nippon Sheet Glass Co Ltd Apparatus for preparation of glass fiber
JPS63230535A (ja) * 1987-03-18 1988-09-27 Nippon Steel Chem Co Ltd 無機繊維の製造方法
JPS63239135A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Steel Chem Co Ltd 無機繊維の繊維径の制御方法
JPS63239136A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Nippon Steel Chem Co Ltd 無機繊維の製造方法
US4943465A (en) 1988-10-24 1990-07-24 The Carborundum Company Thermal insulating, high temperature resistant composite
GB9100887D0 (en) * 1991-01-16 1991-02-27 Rockwool Int Process and apparatus for making mineral wool fibres
GB9100884D0 (en) 1991-01-16 1991-02-27 Rockwool Int Stone wool
MX9300200A (es) 1992-01-17 1997-04-30 Morgan Crucible Company P L C Fibra inorganica vitrea soluble en solucion salina.
DE69631753T2 (de) * 1995-10-30 2005-01-20 Unifrax Corp. Gegen hohe temperaturen beständige glasfasern
JP4026433B2 (ja) 2001-07-23 2007-12-26 三菱化学産資株式会社 アルミナ繊維集合体の製造方法
KR100773602B1 (ko) * 2001-12-29 2007-11-07 주식회사 케이씨씨 인공체액에 대한 용해도가 우수한 고온단열재용 생분해성세라믹 섬유조성물
WO2003060016A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-24 Unifrax Corporation High temperature resistant vitreous inorganic fiber
US8056370B2 (en) * 2002-08-02 2011-11-15 3M Innovative Properties Company Method of making amorphous and ceramics via melt spinning
CA2530305C (en) * 2003-06-27 2011-11-29 Unifrax Corporation High temperature resistant vitreous inorganic fiber
BRPI0518202B1 (pt) * 2004-11-01 2017-05-30 The Morgan Crucible Company Plc fibras refratárias de silicato de metal alcalino terroso
GB2427191B (en) 2005-06-14 2007-06-27 Morgan Crucible Co Glass fibres
BRPI0613080B1 (pt) * 2005-06-30 2017-02-21 Unifrax I Llc fibra inorgânica vítrea resistente a altas temperaturas, de baixo encolhimento, e artigo contendo fibra inorgânica
KR100676167B1 (ko) * 2006-01-25 2007-02-01 주식회사 케이씨씨 고온 단열재용 생분해성 세라믹 섬유 조성물
FR2905695B1 (fr) 2006-09-13 2008-10-24 Saint Gobain Isover Sa Compositions pour laines minerales
JP5019157B2 (ja) * 2006-10-02 2012-09-05 Ｊｆｅスチール株式会社 ロックウール
WO2009032191A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-12 Unifrax I Llc Exhaust gas treatment device
GB0809462D0 (en) * 2008-05-23 2008-07-02 Morgan Crucible Co Inorganic fibre compositions
JP5536353B2 (ja) * 2008-07-31 2014-07-02 帝人株式会社 無機繊維およびその製造方法
JP2010189798A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Teijin Ltd ショットを含まない無機繊維及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5954852A (en) * 1994-12-01 1999-09-21 Rockwool International A/S Method of making fibers from mineral melts which have a viscosity of not more than 18 poise at 1400° C.
CN1868947A (zh) * 2002-01-04 2006-11-29 摩根坩埚有限公司 盐水可溶的无机纤维
EP1760051A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-07 Nichias Corporation Inorganic fiber and method for manufacturing the same

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Publication number Publication date
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