CN104769169B - 无机纤维以及使用了该无机纤维的成形体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机纤维，其含有43.2～53.0摩尔％的Al2O3、12.8～25.2摩尔％的SiO2、26.0～40.0摩尔％的CaO，这些成分总计为98摩尔％以上。
Description
技术领域
本发明涉及无机纤维、使用了该无机纤维的绝热材料和缓冲材料以及保持材料等成形体。
背景技术
无机纤维由于其优异的耐热性而作为绝热材料或耐火材料等的构成材料被使用在汽车领域、建筑领域、工业炉窑等各种各样的领域。这样的绝热材料还被设置在部件之间以用作缓冲材料或者保持材料。
例如，被装载于汽车等上的排气净化用催化转化器一般由催化剂载体和保持材料以及外壳所构成，催化剂载体经由保持材料被设置于外壳的内部。目前成为主流的保持材料是，使用有机粘结剂将氧化铝纤维或莫来石纤维或者其他陶瓷纤维等无机纤维成形为规定厚度的垫子状的产品、或对集成的无机纤维实施缝纫加工从而成形为垫子状的产品(例如参照专利文献1)。
最近，为了提高净化效率催化剂载体被加热至超过900℃的温度，所以要求保持材料即使是在如此的高温条件下也能够保持住催化剂载体。
另外，被用于保持材料的铝纤维等被认为如果是对其做恰当的处理的话则不会对人的身体健康产生问题，但是也不能够完全否定被人体吸入并引起肺疾病的可能性，因此要求具有更高的安全性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2009-41499号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种无机纤维以及成形体，本发明的无机纤维能够形成在加热使用时的压缩复原性、保持性、耐热性以及生物可溶性方面表现优异的成形体。
本发明提供以下所述的无机纤维等。
1.一种无机纤维，其特征在于，具有以下所述的组成：
Al2O3 43.2～53.0摩尔％，
SiO2 12.8～25.2摩尔％，
CaO 26.0～40.0摩尔％。
以上所述成分总计为98摩尔％以上。
2.如上述1所述的无机纤维，其特征在于，具有以下所述的组成：
Al2O3 43.2～51.2摩尔％，
SiO2 12.8～20.8摩尔％，
CaO 32.0～40.0摩尔％。
3.如上述1或者2所述的无机纤维，其特征在于，具有以下所述的组成：
Al2O3 44.2～50.2摩尔％，
SiO2 13.8～19.8摩尔％。
CaO 33.0～39.0摩尔％。
4.如上述1～3中的任意一项所述的无机纤维，其特征在于，具有耀西耀喀石结构(Yoshiokaite structure)。
5.一种成形体，其特征在于，含有上述1～4中的任意一项所述的无机纤维。
6.上述5所述的成形体，其特征在于，该成形体是缓冲材料或者保持材料。
7.上述6所述的成形体，其特征在于，该成形体是一种被插入到催化剂载体与容纳催化剂载体的外壳之间的保持材料。
8.上述5～7中的任意一项所述的成形体，其特征在于，在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为12.5％的条件下经1000次循环试验之后具有1.2N/cm2以上的开放表面压力(i)，或者，在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为8％的条件下经1000次循环试验之后具有2.0N/cm2以上的开放表面压力(ii)。
9.上述8所述的成形体，其特征在于，兼具所述开放表面压力(i)和所述开放表面压力(ii)。
根据本发明能够提供一种无机纤维以及成形体，本发明的无机纤维能够形成在加热使用时的压缩复原性、保持性、耐热性以及生物可溶性方面表现优异的成形体的。
附图说明
图1是示意性地表示排气净化用催化转化器的一个例子的截面图。
图2是排气净化用催化转化器内的催化剂载体以及保持材料的斜视图。
图3是表示本发明的保持材料的形状的一个例子的示意图。
具体实施方式
本发明的无机纤维具有以下所述组成：
Al2O3 43.2～53.0摩尔％，
SiO2 12.8～25.2摩尔％，
CaO 26.0～40.0摩尔％，
以上所述成分总计为98～100摩尔％。
进一步，从生物可溶性的观点出发，可列举更优选的以下所述的组成：
Al2O3 43.2～51.2摩尔％，
SiO2 12.8～20.8摩尔％，
CaO 32.0～40.0摩尔％，
以上所述成分总计为98～100摩尔％。
更优选的以下所述的组成：
Al2O3 44.2～50.2摩尔％，
SiO2 13.8～19.8摩尔％，
CaO 33.0～39.0摩尔％，
以上所述成分总计为98～100摩尔％。
从生物可溶性、耐热性以及开放表面压力、压缩表面压力的观点出发，本发明的无机纤维优选具有以下所述的组成：
Al2O3 57.4～65.4质量％，
SiO2 8.9～16.9质量％，
CaO 21.7～29.7质量％，
以上所述成分总计为98～100质量％。
更加优选以下所述组成：
Al2O3 58.4～64.4质量％，
SiO2 9.9～15.9质量％，
CaO 22.7～28.7质量％，
以上所述成分总计为98～100质量％。
上述无机纤维优选含有超过10质量％的二氧化硅。二氧化硅的含量能够超过15质量％。
上述无机纤维优选含有超过25摩尔％的CaO。
上述无机纤维能够将Al2O3的含量控制在小于50质量％。
上述无机纤维能够将Al2O3、SiO2以及CaO的总计控制在99～100摩尔％，或者可以控制在100摩尔％(包含不可避免的杂质)。
本发明的无机纤维中含有或不含有选自Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或者它们的混合物中的各自的氧化物。这些氧化物的量分别被控制在0质量％以上3质量％以下，0质量％以上2质量％以下，0质量％以上1.0质量％以下，0质量％以上0.5质量％以下，0质量％以上0.2质量％以下，或者0质量％以上0.1质量％以下。
含有或不含有碱金属氧化物(K2O、Na2O、Li2O等)，它们各自的含量或者总计含量被控制在0质量％以上3质量％以下，0质量％以上2质量％以下，0质量％以上1.0质量％以下，0质量％以上0.5质量％以下，0质量％以上0.2质量％以下，或者0质量％以上0.1质量％以下。
含有或不含有选自TiO2、ZnO、B2O3、P2O5、MgO、SrO、BaO、Cr2O3、ZrO2、Fe2O3的各个，其含量被控制在0质量％以上3质量％以下，0质量％以上2质量％以下，0质量％以上1.0质量％以下，0质量％以上0.5质量％以下，0质量％以上0.2质量％以下，或者0质量％以上0.1质量％以下。
无机纤维优选具有耀西耀喀石结晶结构。所谓耀西耀喀石结构(Yoshiokaitestructure)是指Ca5.3Al10.6Si5.35O32，含有该结构时具有强度变高的倾向。
具有耀西耀喀石结构时，能够通过X线衍射测定来进行观测。
本发明的无机纤维在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为12.5％的条件下经1次循环试验之后的开放表面压力(相当于在充填密度高的状态进行一次压缩之后、在充填密度低且压缩松弛的状态下的表面压力，由该表面压力来保持催化剂载体)优选为2.0N/cm2以上，更加优选为2.2N/cm2以上。通过将开放表面压力控制在2.0N/cm2以上，从而就能够更加切实地保持催化剂载体。
另外，0.3g/cm3充填密度条件下的压缩表面压力(相当于冷却时的表面压力)优选为13.0N/cm2以上。因为如果压缩表面压力高的话则会有开放表面压力也高的倾向，所以压缩表面压力越高越好。
开放表面压力以及压缩表面压力是用实施例中所记载的方法来测定的。
用无机纤维形成保持材料，例如，在使用于催化转化器的时候，催化转化器在使用时被加热到超过900℃的温度，在不使用的时候被冷却。因此，催化转化器被重复加热和冷却，特别是外壳会被重复加热和冷却，因为外壳通常是金属制的，所以重复地发生膨胀和收缩，并且其膨胀合收缩的程度大。在插入保持材料的时候，即使保持材料是被压缩于催化剂载体与外壳之间的状态，因为在使用时成为高温的时候外壳发生膨胀，所以变得不得不在压缩处于松弛的状态下保持催化剂载体。因此，在压缩时，特别是在压缩松弛时，要求保持材料保持催化剂载体的力要充分。开放表面压力和压缩表面压力是这样的状态下的保持性的指标。
如上所述，在实际使用时，由于盒子的热膨胀而保持材料的压缩密度变低，相反，在停止时由于盒子的收缩而充填密度变高。此时，相对于在冷却状态下保持材料进入的间隙，将由于热膨胀而保持材料进入的间隙的扩大尺寸称作为开放量，将其比例称作为开放率。一般性的汽油燃料汽车的使用条件为开放率12.5％的程度，但是根据设计或者车辆种类也可设想在开放率8％等或在该开放率以下的条件下使用。
另外，无机纤维的表面压力残留率优选为13％以上，更加优选为14％以上。
表面压力残留率可以用实施例中所记载的方法来进行测定。
表面压力残留率是纤维脆性的指标。如果残留率低的话则纤维脆并且在耐久性方面会有表面压力降低的可能性。
无机纤维在外加负载4N/cm2或者10N/cm2条件下的耐热性优选为850℃以上，更加优选为880℃以上。如果耐热性为850℃以上的话则有能够适用于汽油燃料汽车的可能性。
耐热性能够用实施例中所记载的方法来进行测定。
无机纤维的生物可溶性的指标即对于pH4.5以及pH7.4的生理盐水的溶解速度常数优选为50ng/cm2·h以上，进一步优选为80ng/cm2·h以上，更加优选为100ng/cm2·h以上。溶解速度常数越大越好。
溶解速度常数能够用实施例中所记载的方法来进行测定。
无机纤维因为是作为缓冲材料使用，所以优选具有压缩复原性。
关于本发明的无机纤维的制造方法作如下说明。无机纤维能够用熔融法、溶胶-凝胶法以及其他公知的办法来进行制造，但是因为含有大量Al2O3的无机纤维原料的熔融物对于温度变化其粘性容易发生变化且纤维化非常困难，所以优选溶胶-凝胶法。以下就采用溶胶-凝胶法的制造方法进行说明。
通常是在调制了含有铝源、钙源、硅源、纺丝助剂的纺丝原料液之后，由溶胶-凝胶法来对该纺丝原料液实施纺丝并获得粗无机纤维，接着，通过烧成所获得的粗无机纤维来制造出无机纤维。
作为铝源优选水溶性铝化合物，作为水溶性铝化合物并没有特别的限制，例如可以列举碱性氯化铝、硝酸铝、碱性羧酸铝等。在这些水溶性铝化合物当中，优选具有工业泛用性并且容易获取的碱性氯化铝。
作为钙源优选水溶性钙化合物，作为水溶性钙化合物并没有特别的限制，例如可以列举钙的碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐、氢氧化物、氯化物、氟化物、硼酸盐、磷酸盐等。在这些水溶性钙化合物当中，从纺丝原料水溶液的稳定性的观点出发优选硝酸钙、氯化钙。
作为硅源例如可以列举水溶性或者水分散性的硅化合物。
作为水溶性或者水分散性的硅化合物并没有特别的限制，例如作为水溶性的硅化合物可以列举水溶性的硅酸盐、水溶性的硅的醇盐(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷等)、硅氧烷等，作为水分散性的硅化合物例如可以列举硅溶胶(硅胶，colloidalsilica)等，在这些硅化合物当中，从纺丝原料水溶液的粘度稳定性等观点出发优选硅溶胶(硅胶)。作为硅胶例如可以列举阳离子性硅胶或阴离子性硅胶。
作为纺丝助剂并没有特别的限制，但是如果考虑了处理的容易性或溶解性的话，则优选水溶性的有机高分子。作为水溶性的有机高分子例如可以列举选自聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯醇、部分皂化聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯酯、聚丙烯酸酯、淀粉以及它们的共聚物中的一种以上，在这些纺丝助剂当中，优选聚环氧乙烷或者部分皂化聚乙烯醇。
相对于上述铝源、上述钙源以及上述硅源的总计含量100质量份，优选含有上述纺丝助剂2～20质量份。
作为液体介质，只要能够使铝源、钙源、硅源以及纺丝助剂分散或溶解的物质就没有特别的限制，但是优选水性介质。通过使用水性介质作为液体介质，作为纺丝原料液，能够调制适宜由溶胶-凝胶法进行纺丝的纺丝原料水性溶液。
作为水性介质优选水，为了提高溶液的稳定性并且提高纺丝的稳定性，可以是以水作为主要成分并添加可溶于水的其他介质例如乙醇类、酮类、胺类、酰胺类以及羧酸类等的混合物。另外，也可以是在这些介质中添加氯化铵等有机盐的混合物。
在溶胶-凝胶法中，在调制纺丝原料液的时候，通过在液体介质中使铝源、钙源以及硅源混合接触，并通过发生缩聚等化学反应(溶胶凝胶反应)，从而调制出溶胶状纺丝原料液；或者，通过将溶胶状原料(硅溶胶等)用于上述铝源、钙源或者硅源，从而经由溶胶状纺丝原料液，通过对该溶胶状纺丝原料液实施纺丝·干燥，从而能够生成凝胶状无机前驱体纤维(粗无机纤维)。
作为对纺丝原料液实施纺丝的方法，可以列举公知的各种各样方法，例如可以列举：干式连续纺丝法，在从喷嘴吐出具有所希望组成的纺丝原料液之后，用卷绕机进行卷取并一边延伸一边进行干燥；旋转离心中空圆盘法，在将具有所希望组成的纺丝原料液提供给具有孔的圆盘内、并通过使圆盘旋转从而由离心力从圆盘的孔吐出该纺丝原料液之后，对被拉长的纺丝原料液进行干燥；空气鼓风法，用空气流一边拉长具有所希望组成的纺丝原料液一边进行干燥，从而得到不连续纤维。一般来说，为了具有缓冲性而最好是短纤维。
纺丝原料液的粘度优选为0.1～300Pa·s的程度，进一步优选为0.5～250Pa·s的程度，更加优选为1～200Pa·s。
优选对由上述纺丝处理获得的液丝进行干燥处理，液丝的干燥优选是将50～450℃的热风提供给浮游状态的液丝来实施，热风的温度优选为60～450℃。
接着，烧成所获得的粗无机纤维。
烧成温度优选为800℃以上且小于液相生成温度，进一步优选900℃以上且小于液相生成温度，更加优选1000℃以上且小于液相生成温度。对于烧成时间而言，只要能够获得所希望的无机纤维就没有特别的限制，所以做适当设定即可。
烧成处理可以使用间歇炉(例如箱型电炉)或连续炉(例如辊室炉或步进式加热炉)等公知的电热炉来进行。为了分解作为纺丝助剂等而使用的有机物，烧成时的氛围气体优选是大气或者氧化性氛围气体。在不用考虑残留有机物的分解能的情况下，可以是氮等惰性氛围气体。
构成所获得的无机纤维的各个成分的含量比例(质量％)，意味着粉碎在1000℃以上的温度条件下进行烧成的无机纤维，并用X线荧光分析装置(Rigaku公司制的RIX2000)进行测定的值。
另外，有时会出现在所获得的无机纤维中含有作为单独的氧(O)而显现的余量成分(balance component)的情况，但是该情况下会以排除余量成分后的金属氧化物的总计值成为100摩尔％(100质量％)的形式进行补正计算。
所获得的无机纤维的平均纤维直径优选为1μm～15μm，进一步优选为2μm～10μm，更加优选为2μm～7μm。
另外，在本申请说明书中，无机纤维的平均纤维直径是指从由扫描电子显微镜(日本电子株式会社制的JSM-5800LV)进行拍摄的照片(倍率500～2000)中随意挑选出100～400根来测量纤维的宽度并根据这些宽度值计算出的平均值。
本发明的成形体含有上述无机纤维。特别是做成薄片状或者垫子状，从而能够作为缓冲材料或者保持材料(下文中将“缓冲材料或者保持材料”简称“保持材料”)。缓冲材料或者保持材料中除了无机纤维之外还可以含有有机粘结剂、无机粘结剂等。
作为有机粘结剂可以使用公知的有机粘结剂，例如可以使用橡胶类、水溶性有机高分子化合物、热塑性树脂、热固化性树脂等。
具体来说，作为橡胶类的例子可以列举：丙烯酸正丁酯和丙烯腈的共聚物、丙烯酸乙酯和丙烯腈的共聚物、丁二烯和丙烯腈的共聚物、丁二烯橡胶等。作为水溶性有机高分子化合物的例子可以列举：羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。作为热塑性树脂的例子可以列举：丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯等的单聚物以及共聚物，丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。作为热固化性树脂可以列举：双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂等。相对于无机纤维100质量份，有机粘结剂的使用量通常为0.1～10质量份。
另外，作为有机粘结剂也可以少量调配纸浆等有机纤维。有机纤维越是细长则粘结力就越高，并且优选高度原纤化的纤维素和纤维素纳米纤维等。具体来说，纤维直径优选为0.01～50μm，纤维长度优选为1～5000μm。原纤化纤维(fibrillated fibers)的使用量只要是能够捆束无机纤维的量的话则没有限制，通常，相对于无机纤维100质量份，其使用量为0.1～5质量份(优选为0.2～2.5质量份)。
作为无机粘结剂可以使用公知的无机粘结剂，例如可以列举：玻璃粉、硅胶、氧化铝溶胶、硅酸钠、二氧化钛溶胶、硅酸锂、水玻璃等。另外，这些无机粘结剂也可以组合2种以上来使用。无机粘结剂的使用量只要是能够捆束无机纤维的量的话则没有限制，通常，相对于无机纤维100质量份，其使用量为0.1～10质量份(优选为0.2～8质量份)。
本发明的保持材料等成形体中的无机纤维的含量优选为90％以上，进一步优选为95％以上，更加优选为98％以上。
本发明的成形体优选：在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为12.5％的条件下经1000循环试验后具有1.2N/cm2以上的开放表面压力(i)，或者，在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为8％的条件下经1000循环试验后具有2.0N/cm2以上的开放表面压力(ii)。更加优选兼具开放表面压力(i)和开放表面压力(ii)。
开放表面压力(i)和开放表面压力(ii)可以通过实施例中所记载的方法来进行测定。
对开放表面压力(i)的上限并没有特别的限定，通常为8.0N/cm2以下。另外，对开放表面压力(ii)的上限并没有特别的限定，通常为12.0N/cm2以下。
本发明的保持材料可以通过公知的方法来进行制造。例如，可以通过混合无机纤维和任意其他成分并进行湿式成形的方法，或者通过对无机纤维集成并进行加工的方法，来制造薄片状垫子状的保持材料。
具体来说，可以列举几种不同方法，例如：在对无机纤维和少量有机粘结剂实施湿式成形之后，制造以压缩的状态进行干燥的压缩垫子的方法；由对集成的无机纤维实施缝纫加工的毯状物(blanket)来制造垫子的方法等。
另外，本发明的保持材料还可以含有蛭石等的膨胀材料。
在此情况下，保持材料的制造方法是，以任意的比率调配无机纤维和粘结剂以及作为膨胀材料的蛭石而得到水性浆料，之后进行干燥。
保持材料例如可以用于插入到催化剂载体与容纳催化剂载体的外壳之间的间隙中。特别是，在装载于汽车、建筑物、工业炉窑等的排气净化用催化转化器内，起到保持催化剂载体的作用。
在图1中示意性地表示了排气净化用催化转化器的一个例子的截面图。催化转化器10由外壳11、催化剂载体12以及保持材料13构成。催化剂载体12经由保持材料13被设置于外壳11的内部。另外，在外壳11的一端部连接有导入从内燃机等排放出来的废气的导入管16，在另一端部设置有将通过催化剂载体12的废气排出至外部的排出管17。在图2中表示了催化剂载体12被保持材料13保持的状态的斜视图。
保持材料13安全地保持着催化剂载体，能够防止催化剂载体12碰撞到外壳11而发生破损，并且抑制来自催化剂载体与外壳之间的间隙的未被净化的废气的泄漏。
对于本发明的保持材料的形状并没有特别的限制，可以将无机纤维成形为薄片状或者垫子状(mat-like shape)。
图3(A)所表示的是保持材料的形状的一个例子(平面图)。在平板状的主体部41上，在其一端形成有凸部42，在其另一端形成有能够与凸部42相嵌合的形状的凹部43。另外，凸部42以及凹部43的形状除了图示的矩形之外，也可以是三角形或半圆形状。另外，凸部42以及凹部43的个数也不限定于一个，可以是两个以上。
如图3(B)所示，通过将主体41裹附于催化剂载体12的外周面并使凸部42与凹部43卡合，从而将主体41卷装于催化剂载体12。
对于保持材料的厚度并没有特别的限制，例如可以是6～12mm。
实施例
实施例1～2、比较例1～9
以所获得的无机纤维成为表1、2所表示的组成的形式，作为铝源使用碱性氯化铝(多木化学株式会社制，商品名：Takibine)、作为钙源使用硝酸钙(和光纯药工业株式会社制)、作为硅源使用阴离子性硅胶(日产化学工业株式会社制，商品名：Snowtex O)、作为纺丝助剂使用部分皂化聚乙烯醇(日本KURARAY CO.，LTD制，商品名：PVA217)，并且作为液体介质使用水，调制纺丝原料溶液。
另外，换算为固体成分时，相对于上述碱性氯化铝、硝酸钙以及阴离子性硅胶的总含量100质量份，添加10质量份的纺丝助剂。
纺丝采用将纺丝原料溶液提供到高速纺丝气流中的吹制法进行，由此得到长度为数十毫米～数百毫米的粗无机纤维。上述纺丝按照如下方式进行：从直径为0.5mm的纺丝喷嘴以纺丝原料溶液供给量为每个喷嘴6ml/h并且与空气喷嘴成为平行流的形式在气体流速为30～35m/s的条件下吐出原料溶液。之后，使吐出的丝通过干燥区域以进行干燥处理，用网进行集成处理，从而获得粗无机纤维。
接着，在1100℃的温度条件下对上述粗无机纤维实施烧成10分钟从而获得无机纤维。对所获得的无机纤维进行以下所述的评价。评价结果表示于表1、2中。
[触感/压缩复原性]
在将无机纤维从初期高度压缩30％之后，复原到原来的位置的无机纤维评价为○，虽然复原但是由于纤维被破坏而发生粉末的无机纤维评价为△。另外，在将无机纤维从初期高度压缩30％之后，不会复原到原来的位置的无机纤维评价为×。
[结晶结构]
使用株式会社理学(RIGAKU CORPORATION)制的X线衍射装置(商品名：RINT-UltimaIII)并以多用途试样高温装置一边将试样保持在1100℃一边测定结晶结构。
[耐热性]
使用SKEIKO电子工业株式会社制的TMA320，将20mg～30mg的所获得的无机纤维充填于空的Pt盘子中，以加上规定外加负荷的状态加热到1200℃，根据热膨胀率急剧下降的前后两个拐点计算出耐热性。
[压缩表面压力和开放表面压力(纤维强度)]
用万能试验机来测定表面压力。具体来说，以将0.094g无机纤维填塞到静置于压缩盘上的直径为10.2mm的容器中的状态，由压缩棒从上部渐渐地进行压缩，将无机纤维的充填密度到达0.30g/cm2的负荷(压缩力)作为压缩表面压力(compression surfacepressure)，由此而获得压缩表面压力。从该状态渐渐减少由上述压缩棒产生的负荷(压缩力)，将压缩盘与压缩棒的间隔(距离)设定为X(mm)，将压缩盘与压缩棒的距离成为X+0.125X(mm)的时候[直至压缩盘与压缩棒的间隔开放率成为12.5％(充填密度0.267g/cm3)]的负荷(压缩力)作为开放表面压力(release surface pressure)，由此而获得开放表面压力。
[表面压力残留率(surface pressure residual ratio)]
基于由以上所述方法获得的压缩表面压力和开放表面压力，按照下述式算出表面压力残留率。
表面压力残留率(％)＝{[距离X+0.125X时的表面压力(Pa)]/[距离X时的表面压力(Pa)]}×100
[溶解试验]
将纤维放置在薄膜滤器上，用微型泵将pH4.5以及pH7.4的生理盐水滴到纤维上，将通过纤维以及过滤器的滤液储存于容器内。在经过24小时后取出储存的滤液，用ICP发光分析装置对溶出成分实施定量分析并计算出溶解度以及溶解速度常数。测定元素为Al、Si、Ca这三个元素。另外，测定纤维直径，并换算每单位表面积·单位时间的溶出量即溶解速度常数(单位：ng/cm2·h)。
实施例3、比较例10
使用实施例2以及比较例6的无机纤维来制造保持材料。制作相对于无机纤维100质量份含有作为有机粘结剂的原纤化纸浆0.8质量份以及水4000质量份的水性浆料，对浆料实施脱水成形从而得到湿式垫子。通过一边压缩该湿式垫子一边以170℃的温度条件进行干燥，从而获得垫子(保持材料)(密度为0.12g/cm3)。在700℃加热所获得的坯垫，以实施脱粘结剂处理。垫子的耐热性和溶解性是与无机纤维相对应的特性。
接着，对于所获得的垫子，用上述方法，进行在以0.3g/cm3的充填密度进行压缩之后开放至开放率达到8％(充填密度0.278g/cm3)或者达到12.5％(充填密度0.267g/cm3)为止的操作，并重复该循环操作2500次，测定2500次循环后的开放表面压力。测定结果表示于表3、4中。
特别是，汽车因为要重复着冷却-膨胀进行使用，所以重复压缩试验中的开放率12.5％条件下的表面压力值变得甚为重要。
[表3]
[表4]
产业上利用的可能性
本发明的无机纤维能够作为绝热材料进行使用。另外，本发明的成形体能够作为用于被装载于汽车、建筑物、工业炉窑等排气净化用催化转化器内的保持材料来进行使用。
上面已经对本发明的实施方式以及/或者实施例作了一些详细的说明，但是本领域技术人员可以在实质上不脱离本发明给出的新的教导以及效果的情况下，很容易对这些例示的实施方式以及/或者实施例做很多的变更。因此，这些大量的变更当然也包含在本发明的范围中。
在此引用成为本申请的巴黎公约的基础的日本专利申请说明书的全文内容。
Claims (9)
1.一种无机纤维，其特征在于，
具有以下所述的组成：
Al2O3 43.2～51.2摩尔％，
SiO2 12.8～20.8摩尔％，
CaO 32.0～40.0摩尔％，
以上所述成分总计为98摩尔％以上。
2.如权利要求1所述的无机纤维，其特征在于，
具有以下所述的组成：
Al2O3 44.2～50.2摩尔％，
SiO2 13.8～19.8摩尔％，
CaO 33.0～39.0摩尔％，
以上所述成分总计为98摩尔％以上。
3.如权利要求1或2所述的无机纤维，其特征在于，
在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为12.5％的条件下经1次循环试验之后的开放表面压力为2.0N/cm2以上，
在外加负载4N/cm2或者10N/cm2条件下的耐热性为850℃以上，
对于pH4.5的生理盐水的溶解速度常数为50ng/cm2·h以上。
4.如权利要求1或2所述的无机纤维，其特征在于，
具有耀西耀喀石结构。
5.一种成形体，其特征在于，
含有上述权利要求1～4中的任意一项所述的无机纤维。
6.如权利要求5所述的成形体，其特征在于，
该成形体是缓冲材料或者保持材料。
7.如权利要求6所述的成形体，其特征在于，
该成形体是一种被插入到催化剂载体与容纳催化剂载体的外壳之间的保持材料。
8.如权利要求5或6所述的成形体，其特征在于，
在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为12.5％的条件下经1000次循环试验之后具有1.2N/cm2以上的开放表面压力(i)，或者，
在充填密度为0.3g/cm3以及开放率为8％的条件下经1000次循环试验之后具有2.0N/cm2以上的开放表面压力(ii)。
9.如权利要求8所述的成形体，其特征在于，
兼具所述开放表面压力(i)和所述开放表面压力(ii)。
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