JP2008518119A - アルカリ土類シリケート繊維の改質 - Google Patents
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Abstract
Description
SiO2 65〜86%
MgO 14〜35%
を有し、構成成分MgO及びSiO2は、繊維の少なくとも82.5重量%を構成し、残余分は指定の(named)構成成分及び粘度調整剤である。このようなマグネシウムシリケート繊維は少量の他のアルカリ土類元素を含んでいてもよい。アルミナの濃度を低く維持することの重要性が、この文献において強調されている。
65%<SiO2<86%
MgO<10%
14%<CaO<28%
Al2O3<2%
ZrO2<3%
B2O3<5%
P2O5<5%
72%<SiO2+ZrO2+B2O3+5*P2O5
95%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+ZrO2+B2O3+P2O5
である。
また、この特許は、繊維及び当該繊維から製造されるブランケットの強度を改良するためのLa2O3又は他のランタニド添加物の使用を開示している。この特許出願は、アルカリ金属酸化物の濃度について言及していないが、1,260℃以下又はそれ以上での断熱材としての使用を対象とした繊維中で約0.5重量%近辺の量を開示している。
「繊維形態で製造される化学物質。この分類は、アルカリ土類酸化物、シリカ及び他の少量/微量酸化物の溶融混合物をブロー成形するか又は紡糸(spinning)することにより製造される物質を包含する。当該繊維は、1,500℃(2,732°F(華氏))付近で溶融する。当該繊維は、シリカ(50〜82重量%)、カルシア及びマグネシア(18〜43重量%)、アルミナ、チタニア及びジルコニア(<6重量%)、並びに微量酸化物から主に成る。」
という定義を与えられている。
好ましくは、酸化物M2Oで表わされるアルカリ金属(M)の量が、0.2mol%を超える、及び好ましくは0.2mol%〜2.5mol%、より好ましくは0.25mol%〜2mol%の範囲内である。
SiO2 73.5重量%
CaO 25重量%
La2O3 1.5重量%
の名目組成を有しており、少量の不純物を構成する他の構成成分及び特定量で添加される酸化ナトリウムも有していた。
・溶融物の組成
・溶融物の温度
・溶融物流温度
・粒子の含量(shot content)(繊維形態というより小滴形態に固化した溶融物)
・繊維直径
・繊維長
・ニードル加工条件
・後固化の熱履歴
を含む多くの可変要素を伴うためである。
SiO2 72.5〜74重量%
CaO 24〜26.5重量%
MgO 0.4〜0.8重量%
Al2O2 <0.3重量%
La2O3 1.2〜1.5重量%
を含む基本組成物を使用し、様々な量のNa2Oを添加した。密度128kg/m3を有するブランケットを約25mmの厚みを有するように製造した。図7にまとめられた結果は、Na2Oの添加に伴うブランケット強度の劇的な増大を示す。
・以下:
SiO2 68重量%
Na2O 13.4重量%
CaO 7.94重量%
B2O3 4.74重量%
MgO 2.8重量%
Al2O3 2.66重量%
Fe2O3 1.17重量%
TiO2 0.09重量%
ZrO2 0.08重量%
Cr2O3 0.06重量%
の近似組成を有する高ソーダガラス、
・以下:
CaO 29
MgO 6%
SiO2 64.5
+100%までの他のもの
の近似組成を含むアルカリ土類シリケート溶融物、
・及び、1重量%のNa2O及び2重量%のNa2Oを添加物としてそれぞれ含む同様のアルカリ土類シリケート溶融物
に関する実験的な粘度/温度曲線のグラフを示す。
SiO2 72〜75重量%
CaO 22〜26.5重量%
MgO 0.4〜1重量%
Al2O2 <0.3重量%
La2O3 1.2〜1.5重量%
をとる基本組成を有する。
72%<SiO2<79%
MgO<10%
13.8%<CaO<27.8%
Al2O3<2%
ZrO2<3%
B2O3<5%
P2O5<5%
95%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+ZrO2+B2O3+P2O5
M2O>0.2%及び<1.5%
を含み、Mがアルカリ金属であり、当該アルカリ金属の少なくとも90mol%がカリウムである。
72%<SiO2<75%
MgO<2.5%
24%<CaO<26%
0.5%<Al2O3<1.5%
ZrO2<1%
B2O3<1%
P2O5<1%
M2O>0.2%及び<1.5%
を含み、Mがアルカリ金属であり、当該アルカリ金属の少なくとも90mol%がカリウムである。
SiO2 74±2%
MgO<1%
CaO 25±2%
K2O 1±0.5%
Al2O3<1.5%
98%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+K2O
である。
SiO2=67.8〜70%
CaO=27.2〜29%
MgO=1〜1.8%
Al2O3=<0.25%
La2O3=0.81〜1.08%
K2O=0.47〜0.63%
を有していた。
Claims (66)
- 溶融物から耐火性のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法であって、意図される溶融成分としてアルカリ金属を含有させ、前記繊維の機械特性及び/又は熱特性を改良することを含む、アルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 酸化物M2Oで表わされる前記アルカリ金属(M)の量が、0.2mol%〜2.5mol%、好ましくは0.25〜2mol%の範囲内である、請求項1に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、前記繊維を用いて製造されるブランケットの引張強度を、アルカリ金属を含まないブランケットの引張強度よりも50%を超えて増大するのに十分な量で、且つ意図される最高使用温度で過度の収縮率をもたらす量未満で含まれる、請求項1に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、850℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を3.5%以下にするようなものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、1,000℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を3.5%以下にするようなものである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、1,150℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を3.5%以下にするようなものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、1,250℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を3.5%以下にするようなものである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、1,150℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を、アルカリ金属を含まない組成を有する繊維の収縮率の2倍以下にするようなものである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、1,150℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を、アルカリ金属を含まない組成を有する繊維の収縮率の1.2倍以下にするようなものである、請求項8に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維の組成及び前記アルカリ金属の含量が、本明細書の方法によって測定されるような、1,400℃に24時間曝したときの前記繊維の真空注型予備成形品の収縮率を3.5%以下にするようなものである、請求項1〜9のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 意図される溶融成分として前記アルカリ金属を含有させることが、粒子の含量を減少させることになる、請求項1〜10のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 酸化物M2Oで表わされる前記アルカリ金属(M)が、2mol%未満の量で存在する、請求項1〜10のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、1.5mol%未満の量で存在する、請求項12に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、1mol%未満の量で存在する、請求項13に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、0.75mol%未満の量で存在する、請求項14に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、0.3mol%以上の量で存在する、請求項1〜15のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、0.4mol%以上の量で存在する、請求項16に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、0.5mol%以上の量で存在する、請求項17に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属が、0.6mol%以上の量で存在する、請求項18に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維が、<10重量%のMgOを含み、前記アルカリ金属Mが、ナトリウム、カリウム又はそれらの混合物を主に含む、請求項1〜19のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属の少なくとも75mol%がカリウムである、請求項1〜20のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属の少なくとも90mol%がカリウムである、請求項21に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属の少なくとも95mol%がカリウムである、請求項21に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ金属の少なくとも99mol%がカリウムである、請求項21に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 前記アルカリ土類シリケート繊維が、>15重量%のMgOを含み、前記アルカリ金属Mが、リチウムを主に含む、請求項1〜19のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法。
- 以下:
65重量%<SiO2<86重量%
MgO<10重量%
13.5重量%<CaO<27.5重量%
Al2O3<2重量%
ZrO2<3重量%
B2O3<5重量%
P2O5<5重量%
72重量%<SiO2+ZrO2+B2O3+5*P2O5
95重量%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+ZrO2+B2O3+P2O5
M2O>0.5重量%
の組成(Mはアルカリ金属である)を有する繊維。 - SiO2>72重量%である、請求項26に記載の繊維。
- 0.5重量%<M2O<1.5重量%である、請求項27に記載の繊維。
- 以下:
75重量%<SiO2<86重量%
MgO<10重量%
13.8重量%<CaO<27.8重量%
Al2O3<2重量%
ZrO2<3重量%
B2O3<5重量%
P2O5<5重量%
75重量%<SiO2+ZrO2+B2O3+5*P2O5
95重量%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+ZrO2+B2O3+P2O5
M2O>0.2重量%
の組成(Mはアルカリ金属である)を有する繊維。 - 0.2重量%<M2O<1.5重量%である、請求項29に記載の繊維。
- 97.5重量%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+ZrO2+B2O3+P2O5+M2Oである、請求項26〜30のいずれか1項に記載の繊維。
- 0.1重量%<R2O3<4重量%
(式中、Rは、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y又はそれらの混合物から成る群より選択される)をさらに含む、請求項26〜31のいずれか1項に記載の繊維。 - Mが、ナトリウム、カリウム又はそれらの混合物を主に含む、請求項26〜32のいずれか1項に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属の少なくとも75mol%がカリウムである、請求項33に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属の少なくとも90mol%がカリウムである、請求項33に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属の少なくとも95mol%がカリウムである、請求項33に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属の少なくとも99mol%がカリウムである、請求項33に記載の繊維。
- M2Oが2.5mol%未満の量で存在する、請求項26〜37のいずれか1項に記載の繊維。
- M2Oが2mol%未満の量で存在する、請求項38に記載の繊維。
- M2Oが1.5mol%未満の量で存在する、請求項39に記載の繊維。
- M2Oが1mol%未満の量で存在する、請求項40に記載の繊維。
- M2Oが0.75mol%未満の量で存在する、請求項41に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.3mol%以上の量で存在する、請求項26〜42のいずれか1項に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.4mol%以上の量で存在する、請求項43に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.5mol%以上の量で存在する、請求項44に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.6mol%以上の量で存在する、請求項45に記載の繊維。
- MgOの量が2重量%未満である、請求項26〜46のいずれか1項に記載の繊維。
- 以下:
72重量%<SiO2<79重量%
MgO<10重量%
13.8重量%<CaO<27.8重量%
Al2O3<2重量%
ZrO2<3重量%
B2O3<5重量%
P2O5<5重量%
95重量%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+ZrO2+B2O3+P2O5
M2O>0.2重量%及び<1.5重量%
の組成(Mがアルカリ金属であり、前記アルカリ金属の少なくとも90mol%がカリウムである)を有する、請求項26に記載の繊維。 - SiO2+CaO>95重量%である、請求項48に記載の繊維。
- 以下:
72重量%<SiO2<75重量%
MgO<2.5重量%
24重量%<CaO<26重量%
0.5重量%<Al2O3<1.5重量%
ZrO2<1重量%
B2O3<1重量%
P2O5<1重量%
M2O>0.2重量%及び<1.5重量%
の組成(Mがアルカリ金属であり、前記アルカリ金属の少なくとも90mol%がカリウムである)を有する、請求項49に記載の繊維。 - 以下:
SiO2 74±2重量%
MgO<1重量%
CaO 25±2重量%
K2O 1±0.5重量%
Al2O3<1.5重量%
98重量%<SiO2+CaO+MgO+Al2O3+K2O
の組成を有する、請求項48又は49に記載の繊維。 - R2O3<0.5重量%
(式中、Rは、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y又はそれらの混合物から成る群より選択される)をさらに含む、請求項48〜51のいずれか1項に記載の繊維。 - 相対重量%で:
SiO2 65〜86重量%
MgO 14〜35重量%
を含む組成を有するアルカリ土類シリケート繊維であって、
構成成分MgO及びSiO2は、前記繊維の少なくとも82.5重量%を構成し、付加的なアルカリ金属(M)として、酸化物M2Oで表わされる量で0.2mol%〜2.5mol%、好ましくは0.25mol%〜2.5mol%を含む、アルカリ土類シリケート繊維。 - Mがリチウムを主に含む、請求項53に記載の繊維。
- M2Oが2.5mol%未満の量で存在する、請求項53又は54に記載の繊維。
- M2Oが2mol%未満の量で存在する、請求項55に記載の繊維。
- M2Oが1.5mol%未満の量で存在する、請求項56に記載の繊維。
- M2Oが1mol%未満の量で存在する、請求項57に記載の繊維。
- M2Oが0.75mol%未満の量で存在する、請求項58に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.3mol%以上の量で存在する、請求項53〜59のいずれか1項に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.4mol%以上の量で存在する、請求項60に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.5mol%以上の量で存在する、請求項61に記載の繊維。
- 前記アルカリ金属が、0.6mol%以上の量で存在する、請求項62に記載の繊維。
- 以下:
SiO2=67.8〜70重量%
CaO=27.2〜29重量%
MgO=1〜1.8重量%
Al2O3=<0.25重量%
La2O3=0.81〜1.08重量%
K2O=0.47〜0.63重量%
の組成を有する繊維。 - 請求項26〜64のいずれか1項に記載の繊維、又は請求項1〜25のいずれか1項に記載のアルカリ土類シリケート繊維を製造する方法によって製造される繊維を含む断熱材。
- ブランケット形態である、請求項65に記載の断熱材。
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