CN105431389B - 耐热无机纤维 - Google Patents

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Abstract

一种无机纤维，其中，包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且MgO>20摩尔％，SiO2≤53摩尔％。一种无机纤维，其中，包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且K2O<12摩尔％。一种无机纤维，其中，包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量满足以下的组成，K2O：5～30重量％、MgO：5～30重量％、Al2O3：20～65重量％、SiO2：10～45重量％。

Description

耐热无机纤维
技术领域
本发明涉及一种耐热性优异的生物可溶性的无机纤维。
背景技术
石棉由于分量轻、容易操作且耐热性优异，因此，作为例如耐热性的密封材料使用。但是，石棉由于会被人体吸入而在肺中引起疾病，因此被禁止使用，取而代之使用陶瓷纤维等。陶瓷纤维等被认为耐热性与石棉匹敌的程度高，如果适当进行处理则没有健康上的问题，但是有追求进一步安全性的风潮。因此，以即便吸入人体也不会引起问题或者难以引起问题的生物可溶性无机纤维为目标，开发了各种各样的生物可溶性纤维(例如，专利文献1、2、3)。
现有市售的生物可溶性纤维大部分相对于pH7.4的生理盐水具有高溶解性。然而，已知如果纤维被吸入肺中则会被巨噬细胞所捕获，还已知巨噬细胞周围的pH为4.5。因此，期待对pH4.5的生理盐水溶解性高的纤维也能在肺内被溶解、分解。
另外，现有的无机纤维也与石棉同样地，与各种粘结剂或添加物一起二次加工为定形物、不定形物，作为热处理装置、工业窑炉或者焚烧炉等炉中的接缝材料；包埋耐火瓷砖、绝热砖、铁皮、砂浆耐火物等的间隙的接缝材料；密封材料、包装材料、绝热材料等使用。因此，使用的时候大多暴露于高温中，因此寻求具有耐热性。
进一步，炉内的部件多使用氧化铝，还存在二次加工品中所含的纤维与该氧化铝反应，二次加工品或者部件附着或熔融的问题。
另外，特定的组成的无机纤维即使具有生物可溶性等优异的特性，也有难以纤维化的情况。为了工业上生产、使用，寻求容易纤维化的制纤性或纤维状态良好。
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
专利文献3：日本特表2010-511105
发明内容
本发明的目的在于提供一种制纤性或纤维状态、耐氧化铝反应性良好的新型的生物可溶性无机纤维。
1.一种无机纤维，其中，包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且MgO>20摩尔％，SiO2≤53摩尔％。
2.一种无机纤维，其中，包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且K2O<12摩尔％。
3.如1或2所述的无机纤维，其中，K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量分别包含于以下的范围，
K2O：5～50重量％、
MgO：5～50重量％、
Al2O3：5～85重量％、
SiO2：5～85重量％。
4.如1～3中任一项所述的无机纤维，其中，SiO2量为60重量％以下。
5.如1～4中任一项所述的无机纤维，其中，Al2O3量为65重量％以下。
6.如1～5中任一项所述的无机纤维，其中，MgO量为30重量％以下。
7.如1～6中任一项所述的无机纤维，其中，K2O量为30重量％以下。
8.如1～7中任一项所述的无机纤维，其中，K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量分别包含于以下的范围，
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：5～65重量％、
SiO2：5～45重量％。
9.一种无机纤维，其中，包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量满足以下的组成，
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：20～65重量％、
SiO2：10～52重量％。
10.如9所述的无机纤维，其中，SiO2量为45重量％以下。
11.如1～10中任一项所述的无机纤维，其中，K2O与Al2O3的摩尔比K2O/Al2O3为0.6～1.25。
12.如1～10中任一项所述的无机纤维，其中，K2O与Al2O3的摩尔比K2O/Al2O3为0.4以下。
13.如1～12中任一项所述的无机纤维，其中，SiO2、Al2O3、K2O以及MgO的量的合计为80重量％以上。
14.如1～13中任一项所述的无机纤维，其中，以满足以下式子的量包含MgO或者MgO和选自Na2O、K2O、CaO以及BaO中的1种以上，
Na2O+K2O+MgO+CaO+BaO>18重量％。
15.如1～14中任一项所述的无机纤维，其中，不含有杂质的量以上的B2O3。
16.如1～15中任一项所述的无机纤维，其中，600℃下没有氧化铝反应性。
17.如1～16中任一项所述的无机纤维，其中，平均纤维直径为10μm以下。
18.如1～17中任一项所述的无机纤维，其中，相对于pH4.5或7.4的生理盐水的溶解率为10ng/cm2·h以上。
19.一种二次制品或复合材料，其中，使用1～18中任一项所述的无机纤维制得。
根据本发明，可以提供制纤性或纤维状态、耐氧化铝反应性良好的新型的生物可溶性无机纤维。
具体实施方式
本发明的第1无机纤维包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且MgO的量超过20摩尔％，SiO2的量为53摩尔％以下。
主成分是指无机纤维所含的全部成分中含量(重量％)最高的4种成分为K2O、MgO、SiO2以及Al2O3。
本发明的第2无机纤维包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且K2O的量小于12摩尔％。
对于第1和第2无机纤维，进一步优选为K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量分别包含于以下的范围中的无机纤维。
K2O：5～50重量％、
MgO：5～50重量％、
Al2O3：5～85重量％、
SiO2：5～85重量％。
在本发明的第1和第2无机纤维中，SiO2量优选为60重量％以下。SiO2量例如为5重量％～55重量％、5重量％～52重量％，优选为10重量％～45重量％，进一步优选为13重量％～38重量％，更加优选为30重量％～38重量％、13重量％～30重量％。
在本发明的第1和第2无机纤维中，Al2O3量优选为65重量％以下。Al2O3量例如为15重量％～65重量％，优选为20重量％～65重量％，进一步优选为20重量％～60重量％。
在本发明的第1和第2无机纤维中，K2O量优选为30重量％以下。K2O量例如为5重量％～30重量％，优选为10重量％～30重量％，进一步优选为10重量％～15重量％、20重量％～30重量％。
在本发明的第1和第2无机纤维中，MgO量优选为30重量％以下。MgO量例如为5重量％～20重量％，优选为5重量％～15重量％，进一步优选为7重量％～12.8重量％。
K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量优选分别包含于以下的范围内。
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：5～65重量％、
SiO2：5～45重量％。
本发明的第3无机纤维包含K2O、MgO、SiO2以及Al2O3作为主成分，并且K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量满足以下的组成。
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：20～65重量％、
SiO2：10～52重量％。
可以具有以下的组成。
K2O：7～26重量％、
MgO：7～14重量％、
Al2O3：15～63重量％、
SiO2：13～45重量％。
在本发明的第1、第2以及第3无机纤维(以下有时简称为“本发明的无机纤维”)中，K2O与Al2O3的摩尔比与加热收缩率(耐热性)的关系有如果摩尔比为0.60以下或以上则耐热性提高的倾向。在0.60以上的情况下，特别是0.80以上、1.0以上、1.25以下的范围中耐热性变得良好。在0.60以下的情况下，如果成为0.40以下、0.30以下，则耐热性变得良好。
如果SiO2为45重量％以下，则耐热性变得良好。
本发明的无机纤维如果具有以下的组成1或组成2，则耐热性提高。
组成1
K2O：22～32重量％、
MgO：9～15重量％、
Al2O3：21～32重量％、
SiO2：26～42重量％，
优选为
K2O：24～30重量％、
MgO：11～13重量％、
Al2O3：23～30重量％、
SiO2：28～40重量％。
组成2
K2O：8～15重量％、
MgO：6～12重量％、
Al2O3：51～67重量％、
SiO2：11～27重量％，
优选为
K2O：10～13重量％、
MgO：8～10重量％、
Al2O3：53～65重量％、
SiO2：13～25重量％。
可以使K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的合计为80重量％以上、85重量％以上、90重量％以上、95重量％以上、98重量％以上、99重量％以上或100重量％(其中，也可以含有不可避免的杂质)。
特定的成分以外的剩余成分为其它元素的氧化物或杂质等。
本发明的无机纤维可以含有或者不含有选自Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y或者这些的混合物中的各个氧化物。可以将这些氧化物的量分别设定为5重量％以下、3重量％以下、2重量％以下、1重量％以下或者0.5重量％以下。
可以含有或者不含有各个碱金属氧化物(Na2O、Li2O等)，这些可以分别或者合计为5重量％以下、3重量％以下、2重量％以下、1重量％以下或者0.5重量％以下。
可以分别含有或者不含有TiO2、ZnO、B2O3、P2O5、CaO、SrO、BaO、Cr2O3、ZrO2、Fe2O3，可以分别设定为20重量％以下、18重量％以下、15重量％以下、10重量％以下、7重量％以下、5重量％以下、3重量％以下、2重量％以下、1重量％以下或者0.5重量％以下。
优选不含有杂质的量以上的B2O3。例如，优选为3重量％以下。
可以分别含有碳化物、氮化物等的非氧化物类材料，可以分别设定为5重量％以下、3重量％以下、2重量％以下、1重量％以下或者0.5重量％以下。可以将熔融时的气氛设定为惰性气氛、还原气氛。
另外，本发明的无机纤维可以以满足以下式子的量包含MgO或者MgO和选自Na2O、K2O、CaO以及BaO中的1种以上。
通过满足以下式子，可以提高生物可溶性。
Na2O+K2O+MgO+CaO+BaO>18重量％。
本发明的无机纤维通过具有上述的组成，从而具有耐氧化铝反应性和生物可溶性，并且制纤性或纤维状态良好。另外，耐氧化铝反应性、生物可溶性、制纤性的平衡性良好。
无机纤维可以用熔融法、溶胶凝胶法等公知的方法进行制造，由于低成本，因此，优选为熔融法。在熔融法中，通过通常的方法制作原料的熔融物，将该熔融物纤维化来进行制造。例如，可以通过将熔融后的原料流到高速旋转的轮子上进行纤维化的纺丝法或通过对熔融后的原料吹压缩空气进行纤维化的吹气法等来制造。
本发明的无机纤维的平均纤维直径通常为0.1～50μm，优选为0.5～20μm，更加优选为1～10μm，最优选为1～8μm。平均纤维直径以成为所希望的纤维直径的方式用转速、加速度、压缩空气压力、风速、风量等已知的制造方法进行调节。
另外，本发明的无机纤维可以进行加热处理，也可以不进行加热处理。
在进行加热处理的情况下，可以为维持纤维形状的温度。由于根据加热温度、加热时间纤维物性发生变化，因此，可以进行处理以能够成为适当希望的性能(抗蠕变性、收缩性、强度、弹性)。
通过规定的加热处理，无机纤维由非晶质变化为结晶质，可以为如上述记载的那样的所希望的性能，可以为非晶质、结晶质的任一种状态，也可以为非晶质、结晶质部分分别混合存在的状态。
加热温度例如可以为100℃以上、300℃以上，优选为600℃以上、800℃以上，更加优选为1000℃以上、1200℃以上、1300℃以上、1400℃以上，为600℃～1400℃，更加优选为800℃～1200℃、800℃～1000℃。
本发明的无机纤维通过具有上述的组成，对于pH4.5、pH7.4的生理盐水溶解。进一步，加热后(结晶化后)也具有溶解性。
溶解速度常数(也称为溶解率)用实施例记载的测定方法优选为10ng/cm2·h以上、30ng/cm2·h以上、50ng/cm2·h以上、100ng/cm2·h以上、150ng/cm2·h以上、200ng/cm2·h以上、300ng/cm2·h以上、500ng/cm2·h以上、1000ng/cm2·h以上、1500ng/cm2·h以上。
本发明的无机纤维优选氧化铝反应性低。优选至少在600℃下不与氧化铝反应。不与氧化铝反应是指在用实施例记载的方法进行测定时，氧化铝球团不附着于由纤维制造的绒头织物或压火料上。
纤维的加热收缩率在用实施例记载的方法测定时，各温度(600℃、800℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃)下优选为50％以下、45％以下、40％以下、35％以下、30％以下、25％以下、20％以下、15％以下，进一步优选为10％以下、8％以下，最优选为5％以下。
进一步，本发明的纤维由于必要成分的种类少，因此配合过程的工时减少，成本降低。另外，要调节微小的配合量的成分的种类少，从而降低了制造的困难性。
由本发明的纤维可以得到各种二次制品。例如，块(bulk)、毯状物、团(block)、绳索、线、纺织品、涂布有表面活性剂的纤维、降低了或去除了渣球(未纤维化物)的渣球少的块(shot-less bulk)，或可以得到使用水等溶剂制造的板、模具、纸、毛毡、浸透有硅胶的湿毯等定形品。另外，可以得到用胶体等对这些定形品进行过处理的定形品。另外，还可以得到使用水等溶剂制造的不定形材料(胶合剂(mastic)、caster、涂层材料等)。另外，还可以得到将这些定形品、不定形品和各种发热体组合而成的结构体。
作为本发明的纤维的具体的用途，可以例示热处理装置、工业窑炉或者焚烧炉等炉中的接缝材料；包埋耐火瓷砖、绝热砖、铁皮、砂浆耐火物等的间隙的接缝材料；密封材料、包装材料、缓冲材料、绝热材料、耐火材料、防火材料、保温材料、保护材料、包覆材料、过滤材料、过滤材料、绝缘材料、接缝材料、填充材料、修补材料、耐热材料、不燃性材料、防音材料、吸音材料、摩擦材料(例如，刹车片用添加材料)、玻璃板·铜板搬运用辊、汽车催化剂载体保持材料、各种纤维强化复合材料(例如，纤维强化水泥、纤维强化塑料等的补强用纤维；耐热材料、耐火材料的补强纤维；粘结剂、包覆材料等的补强纤维)等。
实施例
实施例1～43、比较例1～3
用熔融法制造具有表1所示的组成的纤维，用以下的方法进行评价。将结果示于表2中。
(耐热性)
作为纤维的耐热性的评价测定了加热收缩率。
对于纤维的加热收缩率，由纤维制造绒头织物或压火料(长宽50mm、厚度5～50mm)，在800℃～1400℃的规定的温度下烧成8小时前后进行测定。
在制得的各样品表面上打入2个以上的白金大头针，在加热前后测定该白金大头针间的距离，将其尺寸变化率作为加热收缩率。
(氧化铝反应性)
将纯度为99％以上的氧化铝粉末约1g用直径17mm的模具进行挤压成型制成球团。将该球团置于由纤维制造的绒头织物或压火料(长宽50mm、厚度5～50mm)的样品上，在该状态下进行加热，确认加热后的反应性。将与球团完全不发生反应的情况记为○，将与样品轻微附着(简单地用手剥下球团，外观上球团与样品没有发生熔融的状态)记为△，将有发生反应(球团与样品熔融并附着的状态)记为×。
(生物可溶性)
用以下的方法测定未加热的纤维的生物可溶性。
将纤维置于薄膜过滤器上，在纤维上通过微型泵滴加pH4.5或pH7.4的生理盐水，将通过纤维、过滤器的滤液贮存于容器内。经过24小时之后取出贮存的滤液，通过ICP发光分析装置定量洗脱成分，算出溶解度。测定元素可以为作为主要元素的K、Mg、Al、Si这四种元素。测定平均纤维直径并换算为作为每单位表面积·单位时间的洗脱量的溶解速率常数k(单位：ng/cm2·h)。
平均纤维直径用以下的方法进行测定。
用电子显微镜对400根以上的纤维进行观察·拍摄之后，对于拍摄后的纤维，测量其直径，将全部测定纤维的平均值作为平均纤维直径。
(制纤性)
对于熔融法下的制纤性进行评价。另外，比较例3的纤维为勉强能够制纤的程度。
用任一的方法制造纤维，将用吸入腔集棉时的原棉为绒头织物状并且施加针刺成为毯子状的情况记为◎，将虽然成为绒头织物状并且施以针刺成为毯子状但是大渣球多的情况记为○，将虽然可以得到纤维状物质并且可以得到绒头织物状但是施以针刺不能成为毯子状的情况记为△，并且将不能得到纤维状物质的情况记为×。
(纤维状态)
将成为绒头织物状并且施以针刺成为毯子状，进而处理性、柔软性、操作性良好的情况记为◎；将成为绒头织物状并且毯子状，进而处理性、柔软性良好，但是触感或操作性不好的情况记为○；将不能成为绒头织物状但能成为毯子状，进而处理性、柔软性、操作性良好的情况记为△；将不能成为绒头织物状但能成为毯子状，进而处理性、柔软性、操作性中任一项不良的情况记为×。
另外，操作性不良是指，接触样品时纤维扎到皮肤或者摩擦刺痛频繁的情况、或者大渣球多且经常从样品掉粉的情况。
比较例3的纤维的纤维直径大，纤维非常多地扎到皮肤。
产业上利用的可能性
本发明的无机纤维可以作为绝热材料、或石棉的替代品而用于各种用途中。
上述详细说明了本发明的几个实施方式和/或实施例，不过本领域技术人员可以在实质上不偏离本发明的新型的教导以及效果的基础上，容易地在作为这些例子的实施方式和/或实施例中加入多种改变。因此，这些多种改变包含在本发明的范围内。
将本说明书中记载的文献和作为本申请的巴黎优先权的基础的日本申请说明书的内容全部在此引用。

Claims (12)

1.一种无机纤维，其中，
无机纤维所含的全部成分中含量最高的4种成分为K2O、MgO、SiO2以及Al2O3，含量的单位为重量％，
K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的合计为95重量％以上，
K2O、MgO、SiO2以及Al2O3的量满足以下的组成A或组成B，
组成A：
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：20～65重量％、
SiO2：5～55重量％，
组成B：
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：15～65重量％、
SiO2：5～45重量％。
2.如权利要求1所述的无机纤维，其中，
所述组成A是以下的组成，
K2O：5～30重量％、
MgO：5～30重量％、
Al2O3：20～65重量％、
SiO2：10～52重量％。
3.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
组成A的SiO2量为45重量％以下。
4.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
K2O与Al2O3的摩尔比K2O/Al2O3为0.6～1.25。
5.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
K2O与Al2O3的摩尔比K2O/Al2O3为0.4以下。
6.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
SiO2、Al2O3、K2O以及MgO的量的合计为98重量％以上。
7.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
以满足以下式子的量包含MgO或者MgO和选自Na2O、K2O、CaO以及BaO中的1种以上，
Na2O+K2O+MgO+CaO+BaO>18重量％。
8.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
不含有杂质的量以上的B2O3。
9.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
600℃下没有氧化铝反应性。
10.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
平均纤维直径为10μm以下。
11.如权利要求1或2所述的无机纤维，其中，
相对于pH4.5或7.4的生理盐水的溶解率为10ng/cm2·h以上。
12.一种二次制品或复合材料，其中，
使用权利要求1～11中任一项所述的无机纤维制得。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10894737B2 (en) 2016-01-15 2021-01-19 Thermal Ceramics Uk Limited Apparatus and method for forming melt-formed inorganic fibres
CA3076663C (en) * 2017-10-10 2023-12-05 Unifrax I Llc Crystalline silica free low biopersistence inorganic fiber
EP3502068A1 (en) 2017-12-19 2019-06-26 OCV Intellectual Capital, LLC High performance fiberglass composition
GB201813436D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Thermal Ceram Uk Ltd Inorganic fibres
CN114804894A (zh) * 2022-07-01 2022-07-29 中国人民解放军国防科技大学 一种多元复相微纳陶瓷纤维及其制备方法、应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19840393A1 (de) * 1998-06-30 2000-01-05 Rockwool Int Künstliche glasartige Fasern
CN1273504A (zh) * 1998-05-06 2000-11-15 伊索福圣戈班公司 可生物降解的矿棉组合物
CN1273571A (zh) * 1998-05-06 2000-11-15 伊索福圣戈班公司 矿棉组合物
FR2823501A1 (fr) * 2001-04-11 2002-10-18 Saint Gobain Isover Composition de laine minerale
CN1418176A (zh) * 2000-03-17 2003-05-14 圣戈班伊索福公司 矿物绒组合物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE211122T1 (de) 1992-01-17 2002-01-15 Morgan Crucible Co Verwendung anorganischer fasern, löslich in einer salzlösung, als isoliermaterial
DE19604238A1 (de) * 1996-02-06 1997-08-07 Gruenzweig & Hartmann Mineralfaserzusammensetzung
GB2383793B (en) 2002-01-04 2003-11-19 Morgan Crucible Co Saline soluble inorganic fibres
FR2883866B1 (fr) * 2005-04-01 2007-05-18 Saint Gobain Isover Sa Laine minerale, produit isolant et procede de fabrication
JP4677045B2 (ja) 2006-11-28 2011-04-27 ザ・モーガン・クルーシブル・カンパニー・ピーエルシー 無機繊維組成物
GB0623770D0 (en) * 2006-11-28 2007-01-10 Morgan Crucible Co Inorganic fibre compositions
GB0809462D0 (en) * 2008-05-23 2008-07-02 Morgan Crucible Co Inorganic fibre compositions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1273504A (zh) * 1998-05-06 2000-11-15 伊索福圣戈班公司 可生物降解的矿棉组合物
CN1273571A (zh) * 1998-05-06 2000-11-15 伊索福圣戈班公司 矿棉组合物
DE19840393A1 (de) * 1998-06-30 2000-01-05 Rockwool Int Künstliche glasartige Fasern
CN1418176A (zh) * 2000-03-17 2003-05-14 圣戈班伊索福公司 矿物绒组合物
FR2823501A1 (fr) * 2001-04-11 2002-10-18 Saint Gobain Isover Composition de laine minerale

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