JP2001180977A - 無機繊維 - Google Patents
無機繊維Info
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- JP2001180977A JP2001180977A JP36447499A JP36447499A JP2001180977A JP 2001180977 A JP2001180977 A JP 2001180977A JP 36447499 A JP36447499 A JP 36447499A JP 36447499 A JP36447499 A JP 36447499A JP 2001180977 A JP2001180977 A JP 2001180977A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2213/00—Glass fibres or filaments
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体での溶解性に優れているとともに、１２
００℃でも安定して使用できる耐熱性を有する無機繊維
を提供する。 【解決手段】 ＳｉＯ2が６０〜７４．９重量％であ
り、ＣａＯが２５〜３９．９重量％であり、アルカリ金
属酸化物が０．３重量％以下であり、Ｆｅ2Ｏ3が０．４
重量％以下である無機繊維。さらに、Ｐ2Ｏ5を０．１〜
５重量％加える。
００℃でも安定して使用できる耐熱性を有する無機繊維
を提供する。 【解決手段】 ＳｉＯ2が６０〜７４．９重量％であ
り、ＣａＯが２５〜３９．９重量％であり、アルカリ金
属酸化物が０．３重量％以下であり、Ｆｅ2Ｏ3が０．４
重量％以下である無機繊維。さらに、Ｐ2Ｏ5を０．１〜
５重量％加える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性と生体溶解
性に優れた、シリカ及びカルシアを主成分とする無機繊
維に関する。
性に優れた、シリカ及びカルシアを主成分とする無機繊
維に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐火断熱材用の無機繊維として、例え
ば、ロックウールやアルミナシリカ繊維が多く使用され
ている。ロックウールは、安価であるが耐熱性に劣る。
アルミナシリカ繊維は、耐熱性に優れているが高価であ
る。しかし最近、これらの無機繊維が人の健康を害する
恐れがあることがわかってきた。アルミナシリカ繊維
は、１０００℃以上に加熱されるとクリストバライトを
析出する。この結晶が析出した繊維は、珪肺の原因にな
ると考えられている。そして、このような健康への影響
を少なくするために、無機繊維が体内に取り込まれて
も、体内で無機繊維が溶解すれば、その有害作用はなく
なるものと考えられている。このような観点から、生体
内での溶解性に優れた無機繊維が求められ、開発されて
いる。
ば、ロックウールやアルミナシリカ繊維が多く使用され
ている。ロックウールは、安価であるが耐熱性に劣る。
アルミナシリカ繊維は、耐熱性に優れているが高価であ
る。しかし最近、これらの無機繊維が人の健康を害する
恐れがあることがわかってきた。アルミナシリカ繊維
は、１０００℃以上に加熱されるとクリストバライトを
析出する。この結晶が析出した繊維は、珪肺の原因にな
ると考えられている。そして、このような健康への影響
を少なくするために、無機繊維が体内に取り込まれて
も、体内で無機繊維が溶解すれば、その有害作用はなく
なるものと考えられている。このような観点から、生体
内での溶解性に優れた無機繊維が求められ、開発されて
いる。
【０００３】例えば、特開平１０−３２４５４２号公報
では、シリカ及びカルシアを主成分として、発癌性指数
であるＫＩ値を４０以上とした生体溶解性に優れた無機
繊維が提案されている。
では、シリカ及びカルシアを主成分として、発癌性指数
であるＫＩ値を４０以上とした生体溶解性に優れた無機
繊維が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
３２４５４２号公報に記載されている無機繊維は、生体
溶解性には優れているものの、１０００℃程度の耐熱性
しかなく、１０００℃を越える炉には適用が難しく、実
際の使用には制限があった。
３２４５４２号公報に記載されている無機繊維は、生体
溶解性には優れているものの、１０００℃程度の耐熱性
しかなく、１０００℃を越える炉には適用が難しく、実
際の使用には制限があった。
【０００５】そこで本発明の目的は、生体での溶解性に
優れていて、さらに１２００℃でも安定して使用できる
耐熱性を有する無機繊維を提供することである。
優れていて、さらに１２００℃でも安定して使用できる
耐熱性を有する無機繊維を提供することである。
【０００６】また、本発明の別の目的は、１１００℃に
加熱されてもクリストバライトが析出しない無機繊維を
提供することである。
加熱されてもクリストバライトが析出しない無機繊維を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段は、前
掲の請求項１〜６に記載の無機繊維である。
掲の請求項１〜６に記載の無機繊維である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、シリカとカルシアを主
成分とする無機繊維であり、カルシアを主成分とするこ
とにより、生体溶解性を付与している。
成分とする無機繊維であり、カルシアを主成分とするこ
とにより、生体溶解性を付与している。
【０００９】本発明においては、不純物として含まれる
アルカリ金属酸化物及びＦｅ2Ｏ3を少なくすることによ
って、また、Ｐ2Ｏ5を加えることによって、クリストバ
ライト結晶の析出を抑制して、耐熱性を向上させるとと
もに健康への影響を少なくしている。
アルカリ金属酸化物及びＦｅ2Ｏ3を少なくすることによ
って、また、Ｐ2Ｏ5を加えることによって、クリストバ
ライト結晶の析出を抑制して、耐熱性を向上させるとと
もに健康への影響を少なくしている。
【００１０】一般に、無機繊維を製造するには、原料を
電気炉で溶融し、この溶融体を高速エアーで吹き飛ばす
か、または高速回転体に衝突させて、繊維化する。この
際、繊維を得るには、溶融体に、適度な粘性が必要であ
る。
電気炉で溶融し、この溶融体を高速エアーで吹き飛ばす
か、または高速回転体に衝突させて、繊維化する。この
際、繊維を得るには、溶融体に、適度な粘性が必要であ
る。
【００１１】ＳｉＯ2は、溶融体の粘性及び繊維の耐熱
性を増加させる効果がある。シリカカルシア系の無機繊
維においては、ＳｉＯ2が５０重量％以上であれば、繊
維の製造が可能である。しかし、６０重量％を境とし
て、繊維の特性が大きく変化して、６０重量％未満で
は、繊維径が細く、反応性が高くなって耐熱性が極端に
低下する。また、ＳｉＯ2が多すぎると、溶融体の粘性
が大きくなり過ぎて繊維化が困難になり、さらに、生体
溶解性に劣る。この理由により、ＳｉＯ2の含有量は、
６０〜７４．９重量％が好ましい。
性を増加させる効果がある。シリカカルシア系の無機繊
維においては、ＳｉＯ2が５０重量％以上であれば、繊
維の製造が可能である。しかし、６０重量％を境とし
て、繊維の特性が大きく変化して、６０重量％未満で
は、繊維径が細く、反応性が高くなって耐熱性が極端に
低下する。また、ＳｉＯ2が多すぎると、溶融体の粘性
が大きくなり過ぎて繊維化が困難になり、さらに、生体
溶解性に劣る。この理由により、ＳｉＯ2の含有量は、
６０〜７４．９重量％が好ましい。
【００１２】ＣａＯは、生体溶解性を得るために必要で
ある。しかし、繊維の加熱による収縮を小さくするため
には、少ないほうが好ましい。この理由により、２５〜
３９．９重量％が好ましい。
ある。しかし、繊維の加熱による収縮を小さくするため
には、少ないほうが好ましい。この理由により、２５〜
３９．９重量％が好ましい。
【００１３】アルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏ
の合計は、０．３重量％以下が好ましい。Ｎａ2Ｏ及び
Ｋ2Ｏは少ない方が、加熱による収縮が小さく、生体溶
解性に優れ、さらにクリストバライトの析出を抑制でき
て好ましい。
の合計は、０．３重量％以下が好ましい。Ｎａ2Ｏ及び
Ｋ2Ｏは少ない方が、加熱による収縮が小さく、生体溶
解性に優れ、さらにクリストバライトの析出を抑制でき
て好ましい。
【００１４】Ｆｅ2Ｏ3もアルカリ金属酸化物と同様の理
由により０．４重量％以下が好ましい。
由により０．４重量％以下が好ましい。
【００１５】Ｐ2Ｏ5を加えると、ＳｉＯ2の結晶化の際
に、クリストバライトの析出前に、石英が析出し、クリ
ストバライトの析出を抑制し、シリカの結晶化を遅延さ
せる効果がある。しかし、Ｐ2Ｏ5の過剰な添加は、溶融
の際にガスの発生を誘発する。その結果、製造工程の一
つである操炉が不安定になる。
に、クリストバライトの析出前に、石英が析出し、クリ
ストバライトの析出を抑制し、シリカの結晶化を遅延さ
せる効果がある。しかし、Ｐ2Ｏ5の過剰な添加は、溶融
の際にガスの発生を誘発する。その結果、製造工程の一
つである操炉が不安定になる。
【００１６】ＭｇＯは、ＣａＯとともに生体溶解性を向
上させる効果があるが、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ系で
は、Ｎａ2Ｏ等の不純物を低下させても、遊離珪酸であ
るクリストバライトの抑制効果が得られない。このた
め、ＭｇＯは添加しないほうが良い。
上させる効果があるが、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＭｇＯ系で
は、Ｎａ2Ｏ等の不純物を低下させても、遊離珪酸であ
るクリストバライトの抑制効果が得られない。このた
め、ＭｇＯは添加しないほうが良い。
【００１７】本発明の無機繊維において、ＳｉＯ2−Ｃ
ａＯ系及びＳｉＯ2−ＣａＯ−Ｐ2Ｏ5系におけるクリス
トバライトの析出は、アルカリ金属酸化物及びＦｅ2Ｏ3
などの不純物によって大きく影響される。これらの不純
物を減少させると、クリストバライトの析出を抑制する
効果が得られる。そして、Ｐ2Ｏ5の添加によって、クリ
ストバライトの析出を遅延させて、耐熱性を向上できる
とともに遊離珪酸による健康への影響を少なくできる。
ａＯ系及びＳｉＯ2−ＣａＯ−Ｐ2Ｏ5系におけるクリス
トバライトの析出は、アルカリ金属酸化物及びＦｅ2Ｏ3
などの不純物によって大きく影響される。これらの不純
物を減少させると、クリストバライトの析出を抑制する
効果が得られる。そして、Ｐ2Ｏ5の添加によって、クリ
ストバライトの析出を遅延させて、耐熱性を向上できる
とともに遊離珪酸による健康への影響を少なくできる。
【００１８】
【実施例】原料として、ウォラストナイト、フリマント
ルサンド、ピロリン酸カルシウム、高純度カルシア、高
純度シリカを使用した。これらの原料を所定量配合し
て、電気炉で溶融した。溶融物を細流として取り出し、
高速エアーで吹精し、繊維を得た。各繊維の組成と特性
を表１に示す。
ルサンド、ピロリン酸カルシウム、高純度カルシア、高
純度シリカを使用した。これらの原料を所定量配合し
て、電気炉で溶融した。溶融物を細流として取り出し、
高速エアーで吹精し、繊維を得た。各繊維の組成と特性
を表１に示す。
【００１９】
【表１】 生理食塩水溶解率は次の方法で試験した。すなわち、２
００メッシュの篩を通過するまで粉砕した試料約１ｇを
秤量し、３００ｍｌの三角フラスコに入れる。そこに生
理食塩水１５０ｍｌを加え、温度４０℃、回転数２００
ｒｐｍで４８時間撹拌する。その後、濾過し、乾燥し
て、不溶解物を秤量し、溶解による減量から溶解率を算
出した。
００メッシュの篩を通過するまで粉砕した試料約１ｇを
秤量し、３００ｍｌの三角フラスコに入れる。そこに生
理食塩水１５０ｍｌを加え、温度４０℃、回転数２００
ｒｐｍで４８時間撹拌する。その後、濾過し、乾燥し
て、不溶解物を秤量し、溶解による減量から溶解率を算
出した。
【００２０】収縮率は次の方法で試験した。すなわち、
繊維と陽性澱粉を水に分散してスラリーとし、このスラ
リーを真空成形して成形体を作った。この成形体を熱処
理して加熱前後の寸法変化を測定して算出した。収縮率
が小さいほど耐熱性に優れている。
繊維と陽性澱粉を水に分散してスラリーとし、このスラ
リーを真空成形して成形体を作った。この成形体を熱処
理して加熱前後の寸法変化を測定して算出した。収縮率
が小さいほど耐熱性に優れている。
【００２１】クリストバライトの有無は、次の方法で確
認した。すなわち、試料を１１００℃で２４時間加熱し
た後、試料にクリストバライトの結晶が析出しているか
否かを粉末Ｘ線回折により確認した。
認した。すなわち、試料を１１００℃で２４時間加熱し
た後、試料にクリストバライトの結晶が析出しているか
否かを粉末Ｘ線回折により確認した。
【００２２】比較例１は、熱処理をしたときに試料が焼
結して極端に収縮した。比較例２及び３は、ＭｇＯを含
有した例であり、高温での収縮が大きい。比較例３で
は、不純物が少なくてもクリストバライトが析出してい
る。比較例４は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のセラミックフ
ァイバーであり、生体溶解性が低い。
結して極端に収縮した。比較例２及び３は、ＭｇＯを含
有した例であり、高温での収縮が大きい。比較例３で
は、不純物が少なくてもクリストバライトが析出してい
る。比較例４は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系のセラミックフ
ァイバーであり、生体溶解性が低い。
【００２３】不純物の少ない実施例１、４及び５では、
クリストバライトの析出は無い。
クリストバライトの析出は無い。
【００２４】Ｐ2Ｏ5を添加した実施例２及び３では、Ｐ
2Ｏ5を含まない比較例５と比較して、クリストバライト
の析出は有害作用をもたない程度に少なく、耐熱性が向
上している。
2Ｏ5を含まない比較例５と比較して、クリストバライト
の析出は有害作用をもたない程度に少なく、耐熱性が向
上している。
【００２５】不純物の少ない実施例４と５を比較する
と、Ｐ2Ｏ5の添加によって、耐熱性が向上している。不
純物の少ない場合にも、Ｐ2Ｏ5の添加は有効である。
と、Ｐ2Ｏ5の添加によって、耐熱性が向上している。不
純物の少ない場合にも、Ｐ2Ｏ5の添加は有効である。
【００２６】
【発明の効果】本発明の無機繊維は、ＣａＯを主成分と
していて、生体溶解性に優れていて、クリストバライト
の析出が少ないか実質上ゼロであるので、体内に取り込
まれても健康に影響することが少ない。
していて、生体溶解性に優れていて、クリストバライト
の析出が少ないか実質上ゼロであるので、体内に取り込
まれても健康に影響することが少ない。
【００２７】さらに、本発明の無機繊維は、耐熱性に優
れているので、従来の生体溶解性繊維と比較して、より
高温の炉に断熱材として使用できる。
れているので、従来の生体溶解性繊維と比較して、より
高温の炉に断熱材として使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 浩之 東京都中央区日本橋久松町４番４号 糸重 ビル 東芝モノフラックス株式会社内 Ｆターム(参考） 4G062 AA05 BB01 CC04 DB01 DC01 DD01 DD02 DD03 DD06 DD07 DE01 DF01 EA01 EA02 EB01 EB02 EC01 EC02 ED01 EE04 EE05 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM40 NN29 NN31 4L037 CS20 CS23 PA31 PF03 UA06 UA07
Claims (6)
- 【請求項１】 ＳｉＯ2が６０〜７４．９重量％であ
り、ＣａＯが２５〜３９．９重量％であり、アルカリ金
属酸化物が０．３重量％以下であり、Ｆｅ2Ｏ3が０．４
重量％以下であり、Ｐ2Ｏ5が含まれていないことを特徴
とする無機繊維。 - 【請求項２】 ＳｉＯ2が６０〜７４．９重量％であ
り、ＣａＯが２５〜３９．９重量％であり、Ｐ2Ｏ5が
０．１〜５重量％であることを特徴とする無機繊維。 - 【請求項３】 ＳｉＯ2が６０〜７４．９重量％であ
り、ＣａＯが２５〜３９．９重量％であり、アルカリ金
属酸化物が０．３重量％以下であり、Ｆｅ2Ｏ3が０．４
重量％以下であり、Ｐ2Ｏ5が０．１〜５重量％であるこ
とを特徴とする無機繊維。 - 【請求項４】 １２５０℃で２４時間加熱したときの収
縮率が３．４％以下であることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の無機繊維。 - 【請求項５】 １１００℃で２４時間加熱したときに、
クリストバライト結晶が実質上析出しないものであるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
無機繊維。 - 【請求項６】 ＭｇＯが実質的に含まれていない請求項
１乃至５のいずれか１項に記載の無機繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36447499A JP2001180977A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 無機繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36447499A JP2001180977A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 無機繊維 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001180977A true JP2001180977A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18481905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36447499A Pending JP2001180977A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 無機繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001180977A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4862099B1 (ja) * | 2010-12-28 | 2012-01-25 | ニチアス株式会社 | 生体溶解性無機繊維 |
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| JP2013071454A (ja) * | 2012-04-05 | 2013-04-22 | Nichias Corp | 無機繊維ブロック |
| WO2013111553A1 (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | ニチアス株式会社 | 無機繊維定形体 |
| GB2600403A (en) * | 2020-10-23 | 2022-05-04 | Thermal Ceramics Uk Ltd | Bio-soluble high temperature resistant inorganic fibre composition |
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-
1999
- 1999-12-22 JP JP36447499A patent/JP2001180977A/ja active Pending
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