JP2015151629A - 表面改質無機繊維及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】生体溶解性無機繊維の表面に、ケイ素及びその化合物、アルミニウム及びその化合物、カルシウム及びその化合物、マグネシウム及びその化合物、ジルコニウム及びその化合物、チタン及びその化合物、リン及びその化合物、鉄及びその化合物、シリカ及びその化合物、モリブデン及びその化合物、タングステン及びその化合物から選択される1以上の改質剤が、付着している表面改質無機繊維。
【選択図】なし
Description
本発明によれば、以下の表面改質無機繊維等が提供される。
1.生体溶解性無機繊維の表面に、ケイ素及びその化合物、アルミニウム及びその化合物、カルシウム及びその化合物、マグネシウム及びその化合物、ジルコニウム及びその化合物、チタン及びその化合物、リン及びその化合物、鉄及びその化合物、シリカ及びその化合物、モリブデン及びその化合物、タングステン及びその化合物から選択される1以上の改質剤が、付着している表面改質無機繊維。
2.前記生体溶解性無機繊維が以下の組成を有する1記載の表面改質無機繊維。
SiO2とZrO2とAl2O3とTiO2との合計 50重量%〜82重量%
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 18重量%〜50重量%
3.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、アルミナから選択される1以上と、
マグネシア、カルシア、ジルコニアから選択される1以上を、主成分として含む無機繊維である1記載の表面改質無機繊維。
4.前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成を有する3記載の表面改質無機繊維。
シリカ、アルミナから選択される1以上 0.3重量%〜90重量%
マグネシア、カルシア、ジルコニアから選択される1以上 10重量%〜60重量%
5.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む1又は2記載の表面改質無機繊維。
6.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、マグネシア、ジルコニアを、主成分として含む1又は2記載の表面改質無機繊維。
7.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、アルミナ、及びカルシア又はマグネシアを、主成分として含む1又は2記載の表面改質無機繊維。
8.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、マグネシアを、主成分として含む1又は2記載の表面改質無機繊維。
9.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、カルシアを、主成分として含む1又は2記載の表面改質無機繊維。
10.前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む1又は2記載の表面改質無機繊維。
11.前記生体溶解性無機繊維が、
ロックウール及びガラス繊維ではない1又は2記載の表面改質無機繊維。
12.前記生体溶解性無機繊維の平均繊維長が、10mm〜100mmである1〜11のいずれか記載の表面改質無機繊維。
13.前記改質剤が、シリカ、アルミナ、カルシア、マグネシア、ジルコニア、チタニア、酸化鉄、酸化リン、酸化モリブデン、酸化タングステン、モリブデン、及びタングステンから選択される1以上のみからなる1〜12のいずれか記載の表面改質無機繊維。
14.前記改質剤の量が、0.1質量%〜50質量%である1〜13のいずれか記載の表面改質無機繊維。
15.前記改質剤が、アルミナ、マグネシア又はその両方を含む1〜14のいずれか記載の表面改質無機繊維。
16.前記改質剤が、モリブデン、モリブデン化合物又はその両方を含む1〜14のいずれか記載の表面改質無機繊維。
17.1〜16のいずれか記載の表面改質無機繊維の製造方法であって、
生体溶解性無機繊維を、前記改質剤を含む溶液又は分散液に浸し、
前記生体溶解性無機繊維の表面に、前記改質剤を付着させる表面改質無機繊維の製造方法。
18.1〜16のいずれか記載の表面改質無機繊維の製造方法であって、
溶融した無機繊維原料に、空気を吹き付けて、生体溶解性無機繊維を製造する方法において、
前記改質剤を、共に吹きつけて、前記生体溶解性無機繊維の表面に、前記改質剤を付着させる表面改質無機繊維の製造方法。
19.1〜16のいずれか記載の表面改質無機繊維を用いて製造された二次製品又は複合材料。
SiO2とZrO2とAl2O3とTiO2との合計 50重量%〜82重量%
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 18重量%〜50重量%
シリカ、アルミナから選択される1以上 0.3重量%〜90重量%
マグネシア、カルシア、ジルコニアから選択される1以上 10重量%〜60重量%
(1)シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む無機繊維
(2)シリカ、アルミナ、カルシアを、主成分として含む無機繊維
(3)シリカ、アルミナ、マグネシアを、主成分として含む無機繊維
(4)シリカ、マグネシア、ジルコニアを、主成分として含む無機繊維
(5)シリカ、マグネシアを、主成分として含む無機繊維
(6)シリカ、カルシアを、主成分として含む無機繊維
(7)シリカ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む無機繊維
(8)シリカ、マグネシア、ジルコニア、酸化モリブデンを、主成分として含む無機繊維
上記の繊維において、それぞれの主成分の合計が、繊維の総重量の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、又は99.5重量%以上を占めてもよい。
例えば、「シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む無機繊維」では、シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシアが、無機繊維が含む全ての成分のうち含有量(重量%)の高い1番目から4番目の成分である。そして、シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシアの含有量の合計が、例えば、繊維の総重量の95重量%以上を占めてもよい。
シリカの含有量が0.3重量%〜72重量%、
アルミナの含有量が17重量%〜90重量%、
マグネシアの含有量が0重量%〜38重量%、
カルシアの含有量が0.2重量%〜60重量%である。
シリカの含有量が0.4重量%〜62重量%、
アルミナの含有量が22重量%〜80重量%、
マグネシアの含有量が1重量%〜28重量%、
カルシアの含有量が0.3重量%〜50重量%である。
シリカの含有量が0.9重量%〜52重量%、
アルミナの含有量が32重量%〜70重量%、
マグネシアの含有量が3重量%〜18重量%、
カルシアの含有量が0.4重量%〜40重量%である。
シリカの含有量が12重量%〜51重量%、
アルミナの含有量が34重量%〜72重量%、
マグネシアの含有量が0.5重量%〜42重量%である。
シリカの含有量が17重量%〜41重量%、
アルミナの含有量が39重量%〜62重量%、
マグネシアの含有量が2重量%〜32重量%である。
シリカの含有量が27重量%〜31重量%、
アルミナの含有量が49重量%〜52重量%、
マグネシアの含有量が12重量%〜22重量%である。
シリカの含有量が35重量%〜75重量%、
マグネシアの含有量が15重量%〜55重量%、
ジルコニアの含有量が0.5重量%〜27重量%である。
シリカの含有量が45重量%〜65重量%、
マグネシアの含有量が25重量%〜45重量%、
ジルコニアの含有量が1重量%〜17重量%である。
シリカの含有量が50重量%〜90重量%、
マグネシアの含有量が10重量%〜50重量%である。
シリカの含有量が60重量%〜80重量%、
マグネシアの含有量が20重量%〜40重量%である。
シリカの含有量が20重量%〜85重量%、
カルシアの含有量が15重量%〜80重量%である。
シリカの含有量が50重量%〜85重量%、
カルシアの含有量が15重量%〜50重量%である。
シリカの含有量が20重量%〜90重量%、
マグネシアの含有量が5重量%〜40重量%、
カルシアの含有量が5重量%〜40重量%である。
シリカの含有量が50重量%〜90重量%、
マグネシアの含有量が5重量%〜25重量%、
カルシアの含有量が5重量%〜25重量%である。
シリカの含有量が35重量%〜71重量%、
マグネシアの含有量が14重量%〜51重量%、
ジルコニアの含有量が0.5重量%〜26重量%、
酸化モリブデンの含有量が0.5重量%〜23重量%である。
シリカの含有量が40重量%〜66重量%、
マグネシアの含有量が19重量%〜46重量%、
ジルコニアの含有量が1重量%〜21重量%、
酸化モリブデンの含有量が1重量%〜18重量%である。
アルカリ金属酸化物(Na2O、Li2O等)、酸化Moの各々は含まれても含まれなくてもよい。これらはそれぞれ又は合計で、5重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、1重量%以下又は0.5重量%以下とすることができる。
加熱処理により、無機繊維を用いて製造する二次製品の収縮を抑制できる。
加熱処理により無機繊維は非晶質から結晶質へ変化するが、非晶質、結晶質のどちらの状態でもよく、非晶質、結晶質部分がそれぞれが混在している状態でもよい。
加熱温度は、例えば100℃以上、300℃以上、好ましくは、600℃以上、800℃以上、さらに好ましくは1000℃以上、1200℃以上、1300℃以上、1400℃以上でよく、600℃〜1400℃、さらに好ましくは、800℃〜1200℃、800℃〜1000℃である。
アルミナ又はアルミニウム塩と、マグネシウム塩の組み合わせが好ましい。
モリブデン、タングステン、又は酸化モリブデンが好ましい。
無機繊維からなる成形体に、改質剤を含む溶液又は分散液を付着させる。例えば、溶液又は分散液を塗布、スプレーするか、溶液又は分散液に浸漬する。
溶融した原料に、空気を吹き付けて、製糸する際、改質剤を空気と共に吹き付けて、無機繊維の表面に、前記改質剤を付着させる。
また、繊維を、開繊し、改質剤を添加する。その後、成形する。
加熱してもよいし、しなくてもよい。
表1〜7に示す組成を有する繊維からなるフリースを製造し、表1〜7に示す改質剤を含む液に浸し、その後乾燥し、表中、付着率は表面改質無機繊維における改質剤の量(重量%)である。改質剤の量は、改質剤に含まれる各元素を酸化物換算して示した。
比較例では、改質剤を含む液に浸さなかった。
得られたフリースについて、以下の方法で加熱収縮率を評価した。結果を表1〜7に示す。
サンプル表面に白金ピンを2点以上打ち込み、その白金ピン間の距離を加熱前後で測定し、その寸法変化率を加熱収縮率とした。
表8〜10に示す組成を有する繊維を、水中で開繊し、表8〜10に示す改質剤を所定量添加した。凝集剤でフロックを形成した後、脱水し、成形し、乾燥してサンプル(150mm×120mm×25mm)を得た。
比較例では、改質剤は添加しなかった。
得られたサンプルについて、実施例1と同様にして評価した。結果を表8〜10に示す。
表11〜15に示す組成を有する繊維からなるフリースを製造した。その際、ノズルから、製繊と同時に、表11〜15に示す改質剤を含む液をスプレー噴霧した。
比較例では、改質剤は吹き付けなかった。
得られたフリースについて、実施例1と同様にして評価した。結果を表11〜15に示す。
繊維を、メンブレンフィルター上に置き、繊維上にマイクロポンプによりpH4.5及びpH7.5の生理食塩水を滴下させ、繊維、フィルターを通った濾液を容器内に貯めた。貯めた濾液を24時間経過後に取り出し、溶出成分をICP発光分析装置により定量した。測定元素は主要元素であるSi、Al、Mg、Caとした。繊維径を測定して単位表面積・単位時間当たりの溶出量である溶解速度定数k(単位:ng/cm2・h)に換算した。
Claims (19)
- 生体溶解性無機繊維の表面に、ケイ素及びその化合物、アルミニウム及びその化合物、カルシウム及びその化合物、マグネシウム及びその化合物、ジルコニウム及びその化合物、チタン及びその化合物、リン及びその化合物、鉄及びその化合物、シリカ及びその化合物、モリブデン及びその化合物、並びにタングステン及びその化合物から選択される1以上の改質剤が、付着している表面改質無機繊維。
- 前記生体溶解性無機繊維が以下の組成を有する請求項1記載の表面改質無機繊維。
SiO2とZrO2とAl2O3とTiO2との合計 50重量%〜82重量%
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 18重量%〜50重量% - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、アルミナから選択される1以上と、
マグネシア、カルシア、ジルコニアから選択される1以上を、主成分として含む無機繊維である請求項1記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成を有する請求項3記載の表面改質無機繊維。
シリカ、アルミナから選択される1以上 0.3重量%〜90重量%
マグネシア、カルシア、ジルコニアから選択される1以上 10重量%〜60重量% - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、アルミナ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、マグネシア、ジルコニアを、主成分として含む請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、アルミナ、及びカルシア又はマグネシアを、主成分として含む請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、マグネシアを、主成分として含む請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、カルシアを、主成分として含む請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、
シリカ、マグネシア、カルシアを、主成分として含む請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維が、
ロックウール及びガラス繊維ではない請求項1又は2記載の表面改質無機繊維。 - 前記生体溶解性無機繊維の平均繊維長が、10mm〜100mmである請求項1〜11のいずれか記載の表面改質無機繊維。
- 前記改質剤が、シリカ、アルミナ、カルシア、マグネシア、ジルコニア、チタニア、酸化鉄、酸化リン、酸化モリブデン、酸化タングステン、モリブデン、及びタングステンから選択される1以上のみからなる請求項1〜12のいずれか記載の表面改質無機繊維。
- 前記改質剤の量が、0.1質量%〜50質量%である請求項1〜13のいずれか記載の表面改質無機繊維。
- 前記改質剤が、アルミナ、マグネシア又はその両方を含む請求項1〜14のいずれか記載の表面改質無機繊維。
- 前記改質剤が、モリブデン、モリブデン化合物又はその両方を含む請求項1〜14のいずれか記載の表面改質無機繊維。
- 請求項1〜16のいずれか記載の表面改質無機繊維の製造方法であって、
生体溶解性無機繊維を、前記改質剤を含む溶液又は分散液に浸し、
前記生体溶解性無機繊維の表面に、前記改質剤を付着させる表面改質無機繊維の製造方法。 - 請求項1〜16のいずれか記載の表面改質無機繊維の製造方法であって、
溶融した無機繊維原料に、空気を吹き付けて、生体溶解性無機繊維を製造する方法において、
前記改質剤を、共に吹きつけて、前記生体溶解性無機繊維の表面に、前記改質剤を付着させる表面改質無機繊維の製造方法。 - 請求項1〜16のいずれか記載の表面改質無機繊維を用いて製造された二次製品又は複合材料。
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