JP3059931B2 - ロックウール - Google Patents
ロックウールInfo
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- JP3059931B2 JP3059931B2 JP8086004A JP8600496A JP3059931B2 JP 3059931 B2 JP3059931 B2 JP 3059931B2 JP 8086004 A JP8086004 A JP 8086004A JP 8600496 A JP8600496 A JP 8600496A JP 3059931 B2 JP3059931 B2 JP 3059931B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rock wool
- water
- soluble
- heated
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/42—Coatings containing inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性の良いロックウ
ールに関するものである。
ールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロックウールをフェルト、ブランケット
などに成形してなる断熱材は比較的安価な断熱材として
広く利用されている。しかしながら、その使用可能温度
は約６００℃以下であって、約８００℃になると軟化
し、大きな収縮と変形を起こす。したがって、それ以上
の高温領域ではアルミノシリケート質繊維等のセラミッ
ク繊維からなる断熱材が使われる。
などに成形してなる断熱材は比較的安価な断熱材として
広く利用されている。しかしながら、その使用可能温度
は約６００℃以下であって、約８００℃になると軟化
し、大きな収縮と変形を起こす。したがって、それ以上
の高温領域ではアルミノシリケート質繊維等のセラミッ
ク繊維からなる断熱材が使われる。
【０００３】しかしながら、セラミック繊維はその製造
に当たり高純度の原料を使用する必要があることや、原
料を溶融させるのにロックウールの場合よりも高温度を
必要とすることから、ロックウールと比べるとはるかに
高価なものとなる。
に当たり高純度の原料を使用する必要があることや、原
料を溶融させるのにロックウールの場合よりも高温度を
必要とすることから、ロックウールと比べるとはるかに
高価なものとなる。
【０００４】このため、ロックウールの耐熱性を向上さ
せる方法が従来から検討されており、たとえば特公昭５
４−８５３２号、特開平２−５１４４３号等の発明では
原料融液の組成を変える方法が採用されている。しかし
ながら、融液組成の変更は融液の繊維形成性に変化をも
たらし、特殊な繊維化条件の採用を必要にするという問
題点がある。また、特開昭５４−８２４９１号では、ロ
ックウールの表面をリン化合物で被覆することによる高
耐熱性ロックウールの製造法が提案されており、この製
造法によるロックウールは、通常のロックウールが大き
な収縮を示す８００℃以上の高温でも顕著な収縮を起こ
さない。しかしながら、高温に加熱されたあとの繊維の
脆化が著しく、耐久性の点で問題があった。
せる方法が従来から検討されており、たとえば特公昭５
４−８５３２号、特開平２−５１４４３号等の発明では
原料融液の組成を変える方法が採用されている。しかし
ながら、融液組成の変更は融液の繊維形成性に変化をも
たらし、特殊な繊維化条件の採用を必要にするという問
題点がある。また、特開昭５４−８２４９１号では、ロ
ックウールの表面をリン化合物で被覆することによる高
耐熱性ロックウールの製造法が提案されており、この製
造法によるロックウールは、通常のロックウールが大き
な収縮を示す８００℃以上の高温でも顕著な収縮を起こ
さない。しかしながら、高温に加熱されたあとの繊維の
脆化が著しく、耐久性の点で問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、一般
的なロックウールを原料にして製造可能であり８００℃
以上の温度に加熱されても顕著な収縮を起こさず脆化も
少ない、高度の耐熱性を備えた改質ロックウールを提供
しようとするものである。
的なロックウールを原料にして製造可能であり８００℃
以上の温度に加熱されても顕著な収縮を起こさず脆化も
少ない、高度の耐熱性を備えた改質ロックウールを提供
しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明により提供された
耐熱性ロックウールは、ロックウール自体は従来からあ
る一般的なロックウールと同様の組成のものであるが、
空気中で加熱されたときＢ2Ｏ3を生成する水溶性ホウ素
化合物および空気中で加熱されたときＰ2Ｏ5を生成する
水溶性リン化合物が繊維表面に固定されており、８００
℃に加熱されたとき軟化することなく結晶化することを
特徴とするものである。
耐熱性ロックウールは、ロックウール自体は従来からあ
る一般的なロックウールと同様の組成のものであるが、
空気中で加熱されたときＢ2Ｏ3を生成する水溶性ホウ素
化合物および空気中で加熱されたときＰ2Ｏ5を生成する
水溶性リン化合物が繊維表面に固定されており、８００
℃に加熱されたとき軟化することなく結晶化することを
特徴とするものである。
【０００７】上記本発明の耐熱性ロックウールは、好適
には水溶性ホウ素化合物の固定量がＢ２Ｏ３換算量で
０．１〜２．０重量％、Ｐ２Ｏ５に換算した水溶性リン
化合物との合計量で３〜１０重量％、ただしＢ２Ｏ３／
（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）モル比が０．１〜０．３である
ものである。
には水溶性ホウ素化合物の固定量がＢ２Ｏ３換算量で
０．１〜２．０重量％、Ｐ２Ｏ５に換算した水溶性リン
化合物との合計量で３〜１０重量％、ただしＢ２Ｏ３／
（Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）モル比が０．１〜０．３である
ものである。
【０００８】本発明による耐熱性ロックウールは、８０
０℃以上の温度に加熱されても顕著な収縮を起こさない
が、これは、加熱された繊維が軟化する前に、繊維表面
のホウ素化合物およびリン化合物がそれぞれＢ2Ｏ3およ
びＰ2Ｏ5に変化し、それらの影響によってロックウール
表面の結晶化が促進され、繊維表面で始まった結晶化が
引き続き繊維内部へ急速に進行していくことによるもの
と考えられる。
０℃以上の温度に加熱されても顕著な収縮を起こさない
が、これは、加熱された繊維が軟化する前に、繊維表面
のホウ素化合物およびリン化合物がそれぞれＢ2Ｏ3およ
びＰ2Ｏ5に変化し、それらの影響によってロックウール
表面の結晶化が促進され、繊維表面で始まった結晶化が
引き続き繊維内部へ急速に進行していくことによるもの
と考えられる。
【０００９】このロックウールは高温加熱後の脆化も少
なく、たとえばこのロックウールからなるフェルト状断
熱材は加熱後も十分取り扱い可能な形状安定性を保つ。
なく、たとえばこのロックウールからなるフェルト状断
熱材は加熱後も十分取り扱い可能な形状安定性を保つ。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明による耐熱性ロックウール
は、ＳiＯ2が約３０〜６０重量％、Ａl2Ｏ3が約１〜２
０重量％、ＣaＯが約１０〜６０重量％、ＭgＯが約１〜
１５重量％の、従来からある一般的なロックウールの表
面に特定の水溶性ホウ素化合物および水溶性リン化合物
を固定するだけで得られるものである。
は、ＳiＯ2が約３０〜６０重量％、Ａl2Ｏ3が約１〜２
０重量％、ＣaＯが約１０〜６０重量％、ＭgＯが約１〜
１５重量％の、従来からある一般的なロックウールの表
面に特定の水溶性ホウ素化合物および水溶性リン化合物
を固定するだけで得られるものである。
【００１１】ロックウールの表面に固着させるホウ素化
合物は、水溶性であり且つ空気中で加熱されたとき約４
００℃までの温度でＢ2Ｏ3を生成するものでなければな
らない。これは、水溶性化合物でないと繊維表面に均一
に付着させることが困難だからであり、また、加熱され
たときロックウールが軟化し溶融する前に繊維表面でＢ
2Ｏ3に変換されなければならないからである。昇華性ホ
ウ素化合物は、Ｂ2Ｏ3を繊維表面に固定することができ
ないので使用できない。好ましいホウ素化合物の具体例
は、ホウ酸、四ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素等であ
る。
合物は、水溶性であり且つ空気中で加熱されたとき約４
００℃までの温度でＢ2Ｏ3を生成するものでなければな
らない。これは、水溶性化合物でないと繊維表面に均一
に付着させることが困難だからであり、また、加熱され
たときロックウールが軟化し溶融する前に繊維表面でＢ
2Ｏ3に変換されなければならないからである。昇華性ホ
ウ素化合物は、Ｂ2Ｏ3を繊維表面に固定することができ
ないので使用できない。好ましいホウ素化合物の具体例
は、ホウ酸、四ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素等であ
る。
【００１２】空気中で加熱されたときＰ2Ｏ5を生成する
水溶性リン化合物を用いるのも、ホウ素化合物の場合と
同様の理由からである。好ましいリン化合物の具体例
は、リン酸三アンモニウム、リン酸水素二アンモニウ
ム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸グアニジン等で
ある。
水溶性リン化合物を用いるのも、ホウ素化合物の場合と
同様の理由からである。好ましいリン化合物の具体例
は、リン酸三アンモニウム、リン酸水素二アンモニウ
ム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸グアニジン等で
ある。
【００１３】水溶性ホウ素化合物と水溶性リン化合物を
ロックウールの表面に付着させるには、両化合物を適当
な濃度の水溶液とし、該水溶液をロックウールに噴霧ま
たは塗布して乾燥する。なお、ホウ素化合物とリン化合
物を溶かす水には、乾燥促進のため、低沸点の親水性有
機溶媒（たとえばメタノール）を加えてもよい。ロック
ウールに対する噴霧は、対象繊維が製繊装置で形成され
た直後に、油剤噴霧と同時に行なってもよい。被処理繊
維をブランケット、フェルト等に加工したのちそれを上
記処理剤溶液に浸漬し、適当な脱水率まで脱水して乾燥
してもよい。
ロックウールの表面に付着させるには、両化合物を適当
な濃度の水溶液とし、該水溶液をロックウールに噴霧ま
たは塗布して乾燥する。なお、ホウ素化合物とリン化合
物を溶かす水には、乾燥促進のため、低沸点の親水性有
機溶媒（たとえばメタノール）を加えてもよい。ロック
ウールに対する噴霧は、対象繊維が製繊装置で形成され
た直後に、油剤噴霧と同時に行なってもよい。被処理繊
維をブランケット、フェルト等に加工したのちそれを上
記処理剤溶液に浸漬し、適当な脱水率まで脱水して乾燥
してもよい。
【００１４】このとき、ロックウールに対して水溶性ホ
ウ素化合物の固定量がＢ2Ｏ3換算量で０.１〜２.０重量
％、Ｐ2Ｏ5に換算した水溶性リン化合物との合計量で３
〜１０重量％になるように、処理液のホウ素化合物濃度
およびリン化合物濃度ならびに繊維表面への付着量を選
ぶ。Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5の合計固着量が３重量％未満で
は意味あるほどの耐熱性向上は達成されない。反対に、
合計量が１０重量％をこえると、それらにより繊維同士
が接着する傾向が生じるなど、使用上の不都合を招く。
ウ素化合物の固定量がＢ2Ｏ3換算量で０.１〜２.０重量
％、Ｐ2Ｏ5に換算した水溶性リン化合物との合計量で３
〜１０重量％になるように、処理液のホウ素化合物濃度
およびリン化合物濃度ならびに繊維表面への付着量を選
ぶ。Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5の合計固着量が３重量％未満で
は意味あるほどの耐熱性向上は達成されない。反対に、
合計量が１０重量％をこえると、それらにより繊維同士
が接着する傾向が生じるなど、使用上の不都合を招く。
【００１５】Ｂ2Ｏ3はまた、全体の中の一定割合を占め
る必要がある。Ｂ2Ｏ3／（Ｂ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5）モル比が
０.１未満では高温における繊維の脆化や収縮を抑制す
る効果がほとんどなく、一方、上記モル比があまり大き
くなっても、高温での繊維の収縮を少なくする効果が不
十分になる。上記モル比の好適値はロックウールの繊維
組成によっても異なるので実験により確認することが望
ましいが、通常は約０.３を上記モル比の上限とし、望
ましくは約０.２とする。
る必要がある。Ｂ2Ｏ3／（Ｂ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5）モル比が
０.１未満では高温における繊維の脆化や収縮を抑制す
る効果がほとんどなく、一方、上記モル比があまり大き
くなっても、高温での繊維の収縮を少なくする効果が不
十分になる。上記モル比の好適値はロックウールの繊維
組成によっても異なるので実験により確認することが望
ましいが、通常は約０.３を上記モル比の上限とし、望
ましくは約０.２とする。
【００１６】
実施例１ 表１に示すような２種類のロックウールからなるフェル
トを３００mm角に切り出し、ホウ酸とリン酸二水素アン
モニウムとの混合水溶液を含浸し、余分な溶液を除去し
たのち乾燥した。
トを３００mm角に切り出し、ホウ酸とリン酸二水素アン
モニウムとの混合水溶液を含浸し、余分な溶液を除去し
たのち乾燥した。
【００１７】フェルトに対するホウ酸およびリン酸二水
素アンモニウムの付着量（Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5に換算し
た量）、および、各フェルトの加熱による長手方向の収
縮率と加熱後のフェルトの性状を、表２に示す。
素アンモニウムの付着量（Ｂ2Ｏ3およびＰ2Ｏ5に換算し
た量）、および、各フェルトの加熱による長手方向の収
縮率と加熱後のフェルトの性状を、表２に示す。
【００１８】
【表１】 原料ロックウールの化学組成（重量％）
【００１９】
【表２】 実施例１ 実施例２ 比較例１ 実施例３ 比較例２ 原料ロックウール Ａ Ａ Ａ Ｂ Ａ Ｂ2Ｏ3付着量（重量％） ０.５ ０.６ ０.６ ０.５ ０ Ｐ2Ｏ5付着量（重量％） ３.６ ５.３ ２.６ ２.３ ４.５ B2O3／(B2O3+P2O5) ０.２ ０.２ ０.３ ０.３ ０ 加熱による収縮率（％） 800℃・3時間加熱後 ０.２ ０ ０.４ ０.７ ０.１ 1000℃・3時間加熱後 ０.４ −０.４ ９.８ １.８ ０.１ 加熱後のフェルト性状※ 800℃・3時間加熱後 ○ ○ ○ ○ △ 1000℃・3時間加熱後 △ △ △ △ ×
【００２０】※ ○：圧縮復元力は低下するが繊維は柔
軟性を維持している。 △：繊維の柔軟性が失われ、やや脆くなる。 ×：繊維は非常に脆く、粉末化しやすい。
軟性を維持している。 △：繊維の柔軟性が失われ、やや脆くなる。 ×：繊維は非常に脆く、粉末化しやすい。
【００２１】さらに、上記実施例２のロックウールフェ
ルトについて、１０００℃・３時間加熱後のものと加熱
前のものの熱伝導率を測定した。その結果は表３のとお
りであって、１０００℃もの高温で加熱した後も初期断
熱性能を維持していることがわかる。
ルトについて、１０００℃・３時間加熱後のものと加熱
前のものの熱伝導率を測定した。その結果は表３のとお
りであって、１０００℃もの高温で加熱した後も初期断
熱性能を維持していることがわかる。
【００２２】
【表３】 熱伝導率（kcal/m・hr・℃） 測定温度１００℃ 測定温度５００℃ 加熱前フェルト ０.０４ ０.１４ 1000℃・３時間加熱後フェルト ０.０４ ０.１５
【００２３】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば８００℃
以上の高温でも使用可能なロックウールが提供される。
ロックウール繊維の基本組成を変更するわけではないの
で、繊維製造が容易で安価であり物性面では柔軟性に富
むというロックウールの特長が損なわれないのも、本発
明の有利な点である。
以上の高温でも使用可能なロックウールが提供される。
ロックウール繊維の基本組成を変更するわけではないの
で、繊維製造が容易で安価であり物性面では柔軟性に富
むというロックウールの特長が損なわれないのも、本発
明の有利な点である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 25/42 C03B 37/10
Claims (4)
- 【請求項１】 空気中で加熱されたときＢ2Ｏ3を生成す
る水溶性ホウ素化合物および空気中で加熱されたときＰ
2Ｏ5を生成する水溶性リン化合物が繊維表面に固定され
ていることを特徴とするロックウール。 - 【請求項２】 空気中で加熱されたときＢ2Ｏ3を生成す
る水溶性ホウ素化合物および空気中で加熱されたときＰ
2Ｏ5を生成する水溶性リン化合物が繊維表面に固定され
ており、８００℃に加熱されたとき繊維が軟化すること
なく結晶化することを特徴とするロックウール。 - 【請求項３】 水溶性ホウ素化合物の固定量がＢ2Ｏ3換
算量で０.１〜２.０重量％、Ｐ2Ｏ5に換算した水溶性リ
ン化合物との合計量で３〜１０重量％、ただしＢ2Ｏ3／
（Ｂ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5）モル比が０.１〜０.３である請求項
１または請求項２に記載のロックウール。 - 【請求項４】 水溶性ホウ素化合物がホウ酸、四ホウ酸
アンモニウムまたは酸化ホウ素等であり、水溶性リン化
合物がリン酸三アンモニウム、リン酸水素二アンモニウ
ム、リン酸二水素アンモニウムまたはリン酸グアニジン
である請求項１〜３のいずれかに記載のロックウール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086004A JP3059931B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | ロックウール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086004A JP3059931B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | ロックウール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255375A JPH09255375A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3059931B2 true JP3059931B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=13874544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086004A Expired - Lifetime JP3059931B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | ロックウール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3059931B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2806402B1 (fr) * | 2000-03-17 | 2002-10-25 | Saint Gobain Isover | Composition de laine minerale |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8086004A patent/JP3059931B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09255375A (ja) | 1997-09-30 |
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