JP3227586B2 - 無機繊維 - Google Patents
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Description
が2重量%より多くない40〜75重量%のAl2O3
を含むAl2O3−SiO2の系から成る公知のセラミ
ツク繊維はX線非晶質であり,80〜95重量%のAl
2O3と残部としてのSiO2を含む公知の繊維は結晶
質である。このような繊維は,高い温度における断熱の
ため繊維マツト及び繊維含有成形体の形で使用され,ま
た補強されるセラミツク又は金属成形体の製造のために
使用される。公知のセラミツク繊維は水に対して高い安
定度を持ち,即ち水中又は生理的溶液に全く溶融しない
か,又は非常に長い時間後にのみ溶解する。温度を加え
ると繊維が晶出するか,又は納入の際既に結晶している
繊維の場合更に結晶成長する。長さ−直径比によつて特
徴づけられる繊維の晶癖は,あらゆる場合に維持され
る。更に納入の際X線非晶質の繊維は,SiO2の高い
割合のため,温度を加えると,珪粉症を生ずるクリスト
バライトを形成する。
あり,水又は体液への溶解に対する安定度がその主要な
原因とみなされる。セラミック繊維は石綿のように微細
繊維異物として身体中に留まり,刺激性炎症の原因とな
る。“Keramik und Glas“,Mitt
eilungen der Berufsgenoss
enschaft der Keramischen
und Glas−Industrie,Maerz
1992,Nr.1,S.30〜41,特にS.38〜
40から,いわゆる格子溶解速度及び液中における種々
の繊維の滞在期間の値が公知である。
類酸化物を主成分とする無機繊維では,欧州特許出願公
開第0459897号明細書によれば,P2O5の添加
により変性繊維が得られ,生理的環境に接触して分解す
る。繊維は大きい割合のSiO2を含み,約700℃ま
で使用することができる。
るだけSiO2を含まず,系Al2O3−SiO2から
成る繊維とは熱的及び機械的性質においてあまり相違し
ないが,水又は体液の存在下で例えば皮膚上において又
は肺への吸込み後に速やかに分解し,その繊維構造を完
全に失い,従つて繊維としてのその晶癖のため健康を害
する影響を及ぼさない無機繊維とその製造方法とを提供
することである。
め,本発明による無機繊維は,繊維の少なくとも90%
が,20〜50重量%のCaOと,50〜80重量%の
Al2O3と,残部としての最大10重量%の通常の不
純物酸化物とから成ることを特徴としている。高い割合
のCaOを含む無機繊維は,CEN(Comite E
uropeende Normalisation)D
okument CEN/TC 187/WG3/N2
7,Januar 1992によれば,2重量%以下の
アルカリ酸化物及びアルカリ土類酸化物を含むため,セ
ラミツク繊維とは称されない。
び使用に関する。
なくとも90%が20〜50重量%のCaOと50〜8
0重量%のAl2O3とから成る繊維の組成の基礎とな
つている。繊維の組成は,それがアルミン酸石灰塩セメ
ントに相当するように選ばれている。
石灰塩セメントの製造におけるように通常の原料を使用
することができる。更に少量添加すべき通常の助剤例え
ば石こう(CaSO4・2H2O)又は無水石こう(C
aSO4)を使用することができる。
通常の酸化物不純物はMgO,TiO2,酸化鉄及びS
iO2であり,従つて本発明による繊維中にも存在する
ことができる。しかしその総量は,繊維の全組成に関し
て最大10重量%で,特に5重量%を越えないようにす
る。特にSiO2の含有量は1.5重量%なるべく0.
8重量%の値を越えないようにする。
より,例えはブローイング又は遠心法により製造するこ
とができる。
により製造される本発明の繊維は,できるたけX線非晶
質であり,水和し,水に接触すると繊維形状を失いなが
ら分解する。
く1〜5μmの直径及び3μmの平均直径と20μm以
上の長さを持つている。最大直径は10μmであるのが
よい。
数日後に水和して,その繊維形状を失い始めることがわ
かつた。
在下で水和により次第に分解し,水和の進行につれて繊
維構造を失い,従つて繊維としての晶癖のため比較的短
い水接触時間後,もはや健康にとつて危険でなくなる。
これは,繊維の納入及び加工の際又は繊維から成る成形
体への繊維の挿入の際,特に工業用炉における繊維内張
りの破壊の際,及びこのような破壊材料の堆積の際に有
利である。例えば本発明による無機繊維から成る炉部分
が破壊の際水を吹付けられると,繊維が水和し,数日後
に形のない繊維なし素地として除去可能である。この素
地は,アルミナに富む破壊物のように処理してリサイク
ルすることができる。
日以内に分解するので,珪粉症になるおそれはない。
機繊維は,従つてこれまで公知のセラミック繊維に比較
して健康を害することの少ない製品である。
より顕微鏡写真を参照して説明する。
物が,ペレツトに圧縮成形された。これらのペレツトが
炉内において1650℃で溶融され,溶融物が圧縮空気
でブローイングされた。その際8μmまでの直径及び3
μmの平均繊維直径を持つ繊維が得られた。これらの繊
維は水中に保管すると,4時間後に水和し姶め,2日後
に繊維は完全に分解した。2日間水中に保管された繊維
の乾燥した試料について,走査電子顕微鏡(REM)に
よる検査の際,繊維はもはや認められなかつた。
の写真をx2100の倍率で示している。
REM撮影の写真がx2000の倍率で示されている。
ように,2日間水中に保管した後の繊維は,その繊維構
造又は繊維晶癖を完全に失つている。
%の硫酸カルシウム及び2重量%の不純物酸化物(Fe
2O3,MgO,SiO2)を含む別の原料混合物の繊
維が,50重量%のアルミナと50重量%のか焼石灰と
を含む混合物の前述した繊維と類似の結果を生じた。製
造の際原料混合物が例1におけるように1650℃で溶
融され,例1のように繊維にされた。
合剤としてのでん粉の添加後真空吸引法により繊維成形
体に成形された。得られた成形体は,系Al2O3−S
iO2のセラミツク繊維に基く公知の繊維成形体と類似
の性質を示した。製造された成形体中における繊維の寸
法は殆ど不変であつた。1000℃での焼成により前処
理された繊維成形体か水中に保管された。2日後繊維成
形体は形のない素地に分解し,その中に繊維はもはや殆
ど認められなかつた。
より公知のようにいわゆる繊維マツトを製造することが
できる。
成形体を製造するため本発明による繊維の有利な使用を
示している。
石灰との混合物から溶融及びブローイングにより製造さ
れる繊維が,繊維構造体を製造するために使用された。
70重量%の繊維と30重量%の水から成形素地が製造
され,1N/m2の圧縮圧力で成形体(板)に圧縮成形
された。成形体は25℃及び100%の空気湿度で24
時間にわたつて保管され,その際繊維が充分水和し,こ
れにより水硬が行われた。こうして軽量構造板が得ら
れ,その中で繊維は充分分解したが,この板は高い機械
的強度及びすぐれた耐火性で高い気孔率を持つていた。
続いて1000℃で焼成すると,成形体か形状安定性を
持つた。走査電子顕微鏡で検査した結果,まだ僅かな繊
維残渣が認められた。
下,平均直径3μm)と水から製造される素地が成形体
に変形され,約1日後既に凝固した。凝固及び乾燥後,
巨視的に繊維構造が失われたが,成形体はすぐれた強度
と高い断熱性を持つていた。
ある。
微鏡写真である。
Claims (9)
- 【請求項1】 繊維の少なくとも90%が,20〜50
重量%のCaOと,50〜80重量%のAl2O3と,
残部としての最大10重量%の通常の不純物酸化物とか
ら成ることを特徴とする,無機繊維。 - 【請求項2】 通常の不純物酸化物の最大量が最大5重
量%であることを特徴とする,請求項1に記載の無機繊
維。 - 【請求項3】 繊維の少なくとも60%がX線非晶質で
あることを特徴とする,請求項1に記載の無機繊維。 - 【請求項4】 繊維の全組成に関して1.5重量%まで
のSiO2が含まれていることを特徴とする,請求項1
に記載の無機繊維。 - 【請求項5】 繊維か10μmの最大繊維直径を持つて
いることを特徴とする,請求項1に記載の無機繊維。 - 【請求項6】 酸化組成物を溶融して,繊維に加工する
方法において,繊維の少なくとも90%が20〜50重
量%のCaOと50〜80重量%のAl2O3と残部と
しての最大10重量%の不純物酸化物とから成るような
組成で,アルミナとか焼石灰との混合物を使用すること
を特徴とする,無機繊維の製造方法。 - 【請求項7】 断熱繊維マツト,繊維成形体又は繊維構
造体を製造するための請求項1に記載の繊維の使用。 - 【請求項8】 セラミツク成形体における密封片及び継
ぎ目充填材を製造するための請求項1に記載の繊維の使
用。 - 【請求項9】 セラミツク又は金属成形体を補強するた
めの請求項1に記載の繊維の使用。
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