JP6639380B2 - 無機繊維 - Google Patents

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Description

（関連出願との相互引照）
本件特許出願は、1013年3月15日付で出願された米国仮特許出願第61/792,925号に関する、35 U.S.C. 119(e)に基くその出願日に係る利益を請求するものである。該米国仮特許出願を、言及によりここに組入れる。
熱的、電気的または音響的絶縁材料として有用であり、また1,400℃およびこれを超える使用温度を持つ、高耐熱性無機繊維を提供する。該高耐熱性無機繊維は、容易に製造でき、該使用温度に暴露した後に低い収縮率（shrinkage）を示し、該使用温度に暴露した後に良好な機械的強度を保持し、かつ生理学的流体に対して可溶性である。
絶縁材料工業は、熱的、電気的および音響的絶縁用途においては、生理学的流体中で耐久性のない繊維、即ち低い生体内持続性または生理学的流体に対する高い溶解度を示す繊維配合物を使用することが望ましいものと規定した。様々な候補材料が提案されているものの、これら材料に関する使用温度限界は、高耐熱性繊維が適用される用途の多くを受入れるのに十分に高いものではなかった。
生理学的流体内で非持続性または分解性である、合成ガラス質繊維材料群の範囲に入る多くの配合物が提案されている。
また、絶縁すべき上記物品に対して効果的な熱的保護を与えるために、上記高耐熱性繊維は、予想される暴露温度にておよび該予想される使用温度に対して長期に渡るまたは連続的な暴露の後に、最小の線収縮率を示すべきである。
絶縁において使用される繊維において重要な、収縮特性により表されるような耐熱性に加えて、該利用または使用温度に対して暴露されている間またはその後に、該繊維が、使用中のその構造的な保全性および絶縁特性の維持を可能とするであろう、機械的強度特性を持つことも要求される。
繊維の機械的な保全性に係る一つの特徴は、その使用後の脆砕性である。繊維の脆砕性が高い程、即ち該繊維が粉末へとより容易く粉砕または崩壊される程、該繊維はより低い機械的保全性を持つことになる。一般に、高い耐熱性および生理学的流体中での非持続性といった両特性を示す無機繊維は、また高い度合いの使用後の脆砕性を示す。これは、絶縁という目的を実現するのに必要な構造を与えることを可能とする、該使用温度に対する暴露後の強度および機械的な保全性に劣る繊維を結果する。繊維の機械的な保全性に係るその他の尺度は、圧縮強さおよび圧縮回復率(compression recovery)を含む。
即ち、所定成分の繊維化可能なメルト（melt）から容易に製造でき、1,400℃またはこれを超える使用温度への暴露中およびその後に、低い収縮率(shrinkage)を示し、該予想される使用温度に対する暴露後に低い脆性を示し、かつ1,400℃またはこれを超える使用温度に対する暴露後に機械的な保全性を維持する、改善された無機繊維配合物を製造することが望ましい。
幾つかの態様によれば、1,400℃またはこれを超える使用温度に暴露された際に、10％またはそれ未満の線収縮率を示し、該使用温度に暴露された後に機械的保全性を維持し、かつ生理学的流体中で非持続的である高耐熱性の無機繊維が提供される。
幾つかの態様によれば、上記高耐熱性無機繊維は、1,400℃またはこれを超える使用温度に暴露した際に、5％またはそれ未満の線収縮率(linear shrinkage)を示し、また該使用温度に暴露した後に機械的保全性を維持し、しかも生理学的流体中で非持続的である。
幾つかの態様によれば、上記高耐熱性無機繊維は、1,400℃またはこれを超える使用温度に暴露した際に、4％またはそれ未満の線収縮率を示し、該使用温度に暴露した後に機械的保全性を維持しており、しかも生理学的流体中で非持続的である。
上記無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、および意図された酸化鉄添加剤(intended iron oxide addition)の繊維化生成物を含み、ここで該無機繊維は、1,400℃において10％またはそれ未満の収縮率を示す。
同様に、1,400℃またはこれを超える使用温度に暴露した際に、10％またはそれ未満の線収縮率を示し、該使用温度に暴露した後に機械的保全性を維持しており、しかも生理学的流体中で非持続的である、高耐熱性無機繊維の製造方法も提供される。
幾つかの態様によれば、上記方法は、1,400℃またはこれを超える使用温度に暴露した際に、5％またはそれ未満の線収縮率を示し、該使用温度に暴露した後に機械的保全性を維持しており、しかも生理学的流体中で非持続的である、高耐熱性無機繊維を製造する工程を含む。
幾つかの態様によれば、上記方法は、1,400℃またはこれを超える使用温度に暴露した際に、4％またはそれ未満の線収縮率を示し、該使用温度に暴露した後に機械的保全性を維持しており、しかも生理学的流体中で非持続的である、高耐熱性無機繊維を製造する工程を含む。
幾つかの実例となる態様によれば、1,400℃またはこれを超える使用温度を有し、該使用温度に暴露した後に機械的保全性を維持し、しかも生理学的流体中で非持続的である高耐熱性無機繊維を製造する上記方法は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、および酸化鉄含有材料を含む成分のメルトを形成する工程；および該メルトから繊維を製造する工程を含む。
同様に、複数の上記無機繊維から調製された繊維質絶縁体で、物品を絶縁する方法をも提供する。この方法は、熱的に絶縁すべき該物品の上、その中、その近傍または周囲に、複数の上記無機繊維を含む断熱材料を配置する工程および該熱的に絶縁すべき該物品を、1,400℃またはこれを超える温度に暴露する工程を含む。
幾つかの実例となる態様によれば、物品を熱的に絶縁する上記方法は、該物品の上、その中、その近傍または周囲に、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、および意図的に添加した0を超え10質量％までの酸化鉄を含有する成分のメルトからなる繊維化生成物を含む、複数の無機繊維で構成される断熱材料を配置する工程を含み、ここで該繊維は、1,400℃において10％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの実例となる態様によれば、物品を熱的に絶縁する上記方法は、該物品の上、その中、その近傍または周囲に、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、および意図的に添加した0を超え10質量％までの酸化鉄を含有する成分のメルトからなる繊維化生成物を含む、複数の無機繊維で構成される断熱材料を配置する工程を含み、ここで該繊維は、1,400℃において10％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの実例となる態様によれば、物品を熱的に絶縁する上記方法は、該物品の上、その中、その近傍または周囲に、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、および0を超え10質量％までの酸化鉄を含む成分からなるメルトの繊維化生成物を含む、複数の無機繊維で構成される断熱材料を配置する工程を含み、ここで該無機繊維は、1,400℃において5％またはそれ未満の収縮率を示す。
また、上述のような複数の無機繊維を含有する、バルク繊維、ブランケット、ニードルドブランケット、紙、フェルト、キャストシェイプ、真空キャストフォーム、または配合物の形態にある、無機繊維含有物品も提供される。
図1は、市販品として入手できるマグネシウム-シリケート繊維および酸化鉄を含むマグネシウム-シリケート繊維に関するメルトの化学成分(melt chemistry)に係る粘度対温度曲線である。 図2は、少なくとも70質量％のシリカを含み、かつ酸化鉄添加剤を含有するマグネシウム-シリケート繊維に係る、1,400℃における線収縮率のグラフ表示である。 図3は、少なくとも70質量％のシリカを含み、かつ酸化鉄添加剤を含有するマグネシウム-シリケート繊維に係る、繊維径の関数としての、1,400℃における線収縮率のグラフ表示である。
熱的、電気的、および音響的絶縁材料として有用な無機繊維が提供される。該無機繊維は、1,260℃またはこれを超える連続的使用温度または利用温度を持つ。他の態様によれば、該無機繊維は、1,400℃またはこれを超える連続的使用温度または利用温度を持つものの、以下において説明するような線収縮率テスト法によって決定される如く、幾つかの態様における、1,400℃にて10％またはそれ未満、幾つかの態様における、1,400℃にて5％またはそれ未満、あるいは幾つかの態様における、1,400℃にて4％またはそれ未満という線収縮率を依然として呈する。
幾つかの実例となる態様によれば、上記無機繊維は、1,260℃において3％またはそれ未満、および1,400℃において4％またはそれ未満の線収縮率を示す。
ガラス配合物が十分な高耐熱性の繊維製品を製造するための実用的な候補であるためには、製造すべき該繊維は、生理学的流体に対して十分に溶解性で、しかも高い使用温度に暴露されている間中およびその後に、最小の収縮および最少の機械的保全性の喪失を伴って、高温度にて存続し得る、原料のメルトから製造し得るものである必要がある。
本発明の無機繊維は、生理学的流体において非持続的である。生理学的流体において「非持続的」との用語により、該無機繊維が、インビトロテスト中に、模擬肺液等のかかる流体に対して、少なくとも部分的に溶解することを意味する。
持続性は、ヒトの肺において見られる温度および化学的条件をシミュレートした条件の下で、該繊維からその質量が失われる割合(ng/cm2-時)を測定することによりテストし得る。このテストは、約0.1gのデショット(de-shotted)繊維を、50mLの模擬肺液(SLF)に6時間暴露することからなっている。この全テストシステムは、ヒト身体の温度をシミュレートするために、37℃に維持されている。
上記SLFを上記繊維に暴露した後、該SLFを集め、かつ誘導結合プラズマ分光分析法(Inductively Coupled Plasma Spectroscopy)を利用して、ガラス成分について分析する。「ブランク」SLFサンプルをも測定し、該SLF中に存在する元素について補正するのに使用する。一旦このデータが得られた後には、該研究の時間間隔に渡り、該繊維がその質量を失う割合を計算することができる。本発明の繊維は、模擬肺液において、通常の耐火性セラミック繊維よりも著しく持続性が低い。
「粘度」とは、ガラスメルトが流動または剪断応力に抵抗する能力を言う。粘度-温度の関係は、与えられたガラス配合物を繊維化し得るか否かを決定する上で決定的である。最適な粘度曲線は、該繊維化温度において低い粘度(5-50ポアズ)を持ち、また温度が減少するにつれて増大するであろう。該メルトが該繊維化温度において十分に粘稠でない(即ち、低過ぎる)場合には、結果として、高い割合で繊維化されていない材料(ショット)を含む短く、細い繊維を与える。該メルトが該繊維化温度にてあまりに粘稠過ぎる場合、得られる繊維は、極めて粗い(大きな径)を持ち、また短いものとなるであろう。
粘度は、メルトの化学成分に依存し、これはまた粘度調整剤として作用する元素または化合物によっても影響される。粘度調整剤は、該繊維メルトから繊維をブロー成形または紡糸することを可能とする。しかし、このような粘度調整剤は、その型および量の何れかによって、該ブロー成形されまたは紡糸された繊維の溶解度、防縮性、または機械的強度に悪影響を及ぼさないことが望ましい。
規定された組成の繊維が、許容される性能レベルにて容易に製造できるか否かをテストする一つの手法は、該実験化学による粘度曲線が、容易に繊維化し得る既知製品の粘度曲線と一致するか否かを決定することである。粘度-温度プロファイルは、高温にて動作し得る粘度計で測定することができる。更に、十分な粘度プロファイルは、製造された繊維の性能(指数、径、長さ)を検討する、ルーチン実験により推測し得る。ガラス組成物に関する該粘度対温度曲線の形状は、メルトが繊維化される場合、およびその結果得られる繊維の性能の典型である(例えば、該繊維のショット含有率(shot content)、繊維径、および繊維長さに影響する)。ガラスは、一般的に高温において低粘度を持つ。温度が低下するにつれて、その粘度は増大する。与えられた温度におけるその粘度の値は、該粘度対温度曲線の全体的な急峻度と同様に、その組成の関数として変動するであろう。
無機繊維の線収縮率は、高温度における繊維の寸法安定性または特定の連続的使用温度または利用温度におけるその性能の良好な一尺度である。繊維は、該繊維をマットに形成し、また該マットを一緒にニードルパンチ加工して、約128kg/m3(約8 lb/ft3)の密度および約2.54cm(約1 in)の厚みを持つブランケットとすることにより、収縮についてテストされる。このようなパッドを、約7.62cm×約12.7cm(3 in×5 in)のテスト片に裁断し、かつプラチナ製のピンを該材料の面内に挿入する。次いで、これらのピンの分離距離を注意深く測定し、記録する。次いで、該パッドを炉内に配置し、温度を上げ、決められた期間に渡り該温度に維持する。加熱した後、該ピンの間隔を再度測定し、パッドの経験した線収縮率を測定する。
一つのこのようなテストにおいて、上記繊維片の長さおよび幅を注意深く測定し、上記パッドを炉内に配置し、24、168、または672時間に渡り、1,400℃の温度とした。冷却後、その横方向の寸法を測定し、また線収縮率を、測定「前」および「後」で比較することにより決定した。該繊維がブランケット形態で手に入る場合には、測定は、パッドを形成する必要なしに、直接該ブランケットについて行うことができる。
機械的保全性も、上記繊維が任意の用途においてそれ自身の重量を支持し、かつ移動する空気またはガスによる磨耗に抵抗できなければならないことから、重要な特性の一つである。繊維の保全性および機械的強度の指標は、視覚的および触覚的観察、並びに使用温度への暴露後の繊維に関するこれら諸特性の機械的な測定により与えられる。該繊維が、該使用温度に対する暴露後にその保全性を維持する能力は、同様に圧縮強さおよび圧縮回復率(compression recovery)についてテストすることにより機械的に測定することができる。これらのテストは、夫々、どれ程容易に該パッドを変形し得るか、および該パッドが50％の圧縮後に示すレジリエンス(または圧縮回復率)の量を測定する。視覚的および触覚的観察は、本発明の無機繊維が、少なくとも1,400℃の使用温度に暴露した後に、完全性を保持し、かつその形態を維持していることを示す。
上記低収縮性で高耐熱性の無機繊維は、主成分としてマグネシアおよびシリカを含むメルトの繊維化生成物を含む。該非持続性無機繊維は、標準的なガラスおよびセラミック繊維の製造方法により作られる。原材料、例えばシリカ、エンスタタイト、フォルステライト、マグネシア、マグネサイト、焼成マグネサイト、マグネシウムジルコネート、ペリクレース、ステアタイト、またはタルク等の任意の適当なマグネシア源が使用される。ジルコニアが上記繊維メルト内に含まれている場合、任意の適当なジルコニア源、例えばバデレアイト、マグネシウムジルコネート、ジルコンまたはジルコニアを、適当な炉内に導入し、そこでこれらを溶融し、繊維化ノズルを用いてブロー成形し、あるいはバッチまたは連続方式で紡糸する。該繊維を調製するための酸化鉄担持原材料成分は、オリビンであり得る。
上記マグネシアおよびシリカの繊維化生成物を含む無機繊維は、「マグネシウム-シリケート」繊維と呼ばれる。この低収縮性、高耐熱性の無機繊維は、また意図的に添加される酸化鉄-担持原材料成分を、該繊維メルトの化学成分として含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約2質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であり、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約2質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物であって、かつ実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および1質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.5質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe2O3として測定された酸化鉄、0を超え約4質量％までのアルミナ、および0.3質量％またはそれ未満のカルシアの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ5％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約5〜約10質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約5質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
幾つかの態様によれば、本発明の無機繊維は、70質量％またはこれを超えるシリカ、マグネシア、約1〜約4質量％のFe2O3として測定された酸化鉄、および0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、ここで該繊維は、4μmを超える平均径を持ち、かつ4％またはそれ未満の収縮率を示す。
本発明の無機繊維に係る記載された上記態様の全てに関連して、マグネシア、シリカおよび酸化鉄に加えて、酸化鉄添加剤を含む該マグネシウム-シリケート繊維は、カルシア不純物を含むことができる。幾つかの態様において、該繊維は、約1質量％を超えるカルシア不純物を含むことはない。他の態様において、該繊維は、0.5質量％未満のカルシア不純物を含む。他の態様において、該繊維は、0.3質量％未満のカルシアを含む。
本発明の無機繊維に係る記載された上記態様の全てに関連して、意図的な酸化鉄添加剤を含む上記マグネシウム-シリケート繊維は、10％またはそれ未満の、24時間に渡り1,400℃という使用温度に暴露された後の線収縮率を示す。幾つかの態様において、該意図的な酸化鉄添加剤を含むマグネシウム-シリケート繊維は、5％またはそれ未満の、24時間に渡り1,400℃という使用温度に暴露された後の線収縮率を呈する。幾つかの態様において、該意図的な酸化鉄添加剤を含むマグネシウム-シリケート繊維は、4％またはそれ未満の、24時間に渡り1,400℃という使用温度に暴露された後の線収縮率を示す。幾つかの態様において、該意図的な酸化鉄添加剤を含むマグネシウム-シリケート繊維は、4％またはそれ未満の、24時間に渡り1,400℃という使用温度に暴露された後の線収縮率および3％またはそれ未満の、24時間に渡り1,260℃という使用温度に暴露された後の線収縮率を示す。
上記意図的な酸化鉄添加剤を含むマグネシウム-シリケート繊維は、少なくとも1,400℃またはこれを超える連続的使用または作業温度での、断熱用途に対して有用である。幾つかの態様によれば、該酸化鉄を含むマグネシウム-シリケート繊維は、少なくとも1,400℃という連続的使用または作業温度での、断熱用途に対して有用であり、また該酸化鉄添加剤を含むマグネシウム-シリケート繊維は、これらが1,500℃またはこれを超える温度に暴露されて初めて、溶融する。
上記無機繊維は、繊維ブロー成形または繊維紡糸技術によって調製し得る。適当な繊維ブロー成形技術は、マグネシア、シリカ、および酸化鉄担持化合物を含有する出発原材料を一緒に混合して、成分の材料混合物を形成する工程；該成分の材料混合物を適当なベッセルまたは容器に導入する工程；適当なノズルを通して放出するために、該成分の材料混合物を溶融する工程；および高圧ガスを、該成分の材料混合物の放出流に吹付けて、その繊維を形成する工程を含む。
適当な繊維紡糸技術は、マグネシア、シリカ、および酸化鉄担持化合物を含有する出発原材料を一緒に混合して、成分の材料混合物を形成する工程；該成分の材料混合物を適当なベッセルまたは容器に導入する工程；適当なノズルを通してスピニングホイールに放出するために、該成分の材料混合物を溶融する工程を含む。次いで、該溶融流は、該ホイール上に滝の如く落下し、該ホイールを被覆し、かつ求心力を介して投げ出され、結果として繊維を形成する。
幾つかの態様において、上記繊維は、原材料のメルトから、該溶融流を高圧/高速空気のジェットに曝し、あるいは該メルトを急速に回転するホイール上に注ぎ、かつ繊維を遠心力により紡ぐことによって製造される。上記酸化鉄担持化合物が該メルトに対する一添加剤として供給される場合には、該酸化鉄原材料の適当な源を、単に適当な量で該溶融されている原材料に添加する。
繊維化される上記原材料の一成分としての、あるいは上記繊維の外側表面に適用される被覆としての酸化鉄担持化合物の添加は、結果として使用温度に暴露された後の、得られる該繊維の線収縮率を低下する。収縮率における改善に加えて、繊維化される該原材料の一成分としての該酸化鉄担持化合物の添加は、結果として凝固温度を低下し、かつ該繊維化メルトの粘度を改善する。
上記酸化鉄担持含有化合物に加えて、上記成分の材料メルトの粘度は、所定用途に必要とされる繊維化をもたらすのに十分な量の、他の粘度調整剤の存在により、任意に調節できる。該粘度調整剤は、該メルトの主な成分を供給する上記原材料内に存在することができ、あるいは少なくとも部分的には、別途添加することもできる。該原材料の所望の粒度は、炉のサイズ(SEF)、注入速度、メルト温度、滞留時間等を包含する炉内での加熱条件によって決定される。
ランタニド系列の元素を含む化合物は、主な成分としてシリカおよびマグネシアを含む繊維メルトの粘度を高め、結果として該繊維メルトの繊維化可能性を高めるために使用することができる。該繊維メルトの粘度を高めるために使用することのできるその他の化合物は、アルカリ金属酸化物、およびボリアを含む。他の元素または化合物を、粘度調整剤として使用することができ、これらは、該メルトに添加した場合、容易に繊維化し得るメルトに関わる粘度/温度曲線のプロファイル、または形状に接近するように、該メルトの粘度に影響を及ぼす。
上記個々の繊維の全外側表面領域を、酸化鉄担持化合物で被覆する必要はないが、該表面領域の十分な部分をこのような化合物の被覆で覆って、少なくとも1,400℃という連続的使用または利用温度を持つマグネシウム-シリケート繊維を与えることができる。このように、幾つかの態様によれば、該繊維の外側表面の一部が、酸化鉄担持化合物で被覆される。他の態様によれば、該繊維の実質的に全ての外側表面が、酸化鉄担持化合物で被覆される。更に別の態様によれば、該繊維の全外側表面が、該酸化鉄担持化合物で被覆される。
上記酸化鉄担持化合物を含む被覆は、上記繊維化工程中(繊維化の時点にて)、または上記マグネシウム-シリケート繊維が繊維化された後の何れかにおいて、該繊維の外側表面に適用し得る。該繊維化工程中に、該繊維表面上に該化合物の被覆を適用することが有益である。この技術によれば、該被覆組成物を該繊維上に放出するためのノズルを持つ適当な噴霧装置を用いて、繊維化の時点において該繊維の表面上に、該化合物を含む被覆が噴霧される。即ち、該繊維が上記成分の溶融混合物から放出される際に、該化合物を含む被覆組成物が該繊維に適用される。
また、上記繊維化工程の完了後に、制限なしに、ディッピング、浸漬、含浸、ソーキング、噴霧、または該繊維を酸化鉄担持化合物含有被覆組成物でスプラッシングする等の技術を含む多くの技術によって、上記酸化鉄担持化合物を含む被覆を該繊維表面に適用することもできる。
意図的な酸化鉄添加剤を含み、また少なくとも1,400℃またはこれを超える使用温度を持つ、低収縮性、高耐熱性、非持続的なマグネシウム-シリケート繊維を製造する方法が提供される。該マグネシウム-シリケート繊維の製造方法は、マグネシア、シリカ、および酸化鉄担持化合物を含む成分の材料メルトを形成する工程、および該成分のメルトから繊維を形成する工程を含む。
他の態様において、上記マグネシウム-シリケート繊維を製造する方法は、マグネシアおよびシリカを含有する成分の材料メルトを形成する工程、該成分のメルトから繊維を形成する工程および得られた該繊維を、繊維化の時点においてまたは繊維化後に、酸化鉄担持化合物で被覆する工程を含む。
他の態様において、上記マグネシウム-シリケート繊維の製造方法は、マグネシア、シリカ、および酸化鉄含有化合物を含む成分の材料メルトを形成する工程、該成分のメルトから繊維を形成する工程、および得られた該繊維を、繊維化の時点においてまたは繊維化後に、酸化鉄担持含有化合物で被覆する工程を含む。
上記繊維は既存の繊維化技術により製造し、およびバルク繊維、繊維-含有ブランケット、板紙、紙、フェルト、マット、ブロック、モジュール、被覆、セメント、成形性組成物、ポンプ輸送可能な組成物、パテ、ロープ、ブレード、ウイッキング、生地(例えば、布、テープ、スリーブ、紐、糸等)、真空キャストシェイプおよび複合体を含むがこれらに限定されない多数の断熱性製品の成型品に形成し得る。該繊維は、繊維-含有ブランケット、真空キャストシェイプおよび複合体の製造において使用される従来の材料との組合せで、従来の耐火性セラミック繊維の代替物として使用することができる。該繊維は、単独でまたは他の材料、例えばバインダ等との組合せで、繊維-含有紙およびフェルトの製造において使用することができる。
上記の開示されたマグネシウム-シリケート繊維を含む断熱材を用いる、物品の絶縁方法も提供される。該物品を絶縁する方法は、絶縁すべき該物品の上、その中、その近傍、またはその周囲に、意図的な酸化鉄添加剤を含有する該マグネシウム-シリケート繊維を含む断熱材料を配置する工程を含む。
上記高耐熱性無機繊維は、繊維をブロー成形または紡糸するのに適した粘度を持つメルトから容易に製造することができ、これは生理学的流体中で非持続的であり、その使用温度まで良好な機械的強度を示し、1,400℃まで優れた線収縮率を呈し、かつ繊維化にとって改善された粘度を呈する。
以下の実施例は、酸化鉄添加剤を含む上記マグネシウム-シリケート繊維に係る実例となる態様を更に詳しく説明するために、また上記無機繊維を製造する方法、該繊維を含む断熱性物品を製造する方法、および該繊維を断熱材として使用する方法を例証するために述べられる。しかし、これら実施例は、該繊維、該繊維含有物品、または任意の方法で該繊維を製造し、あるいは断熱材として使用する方法を限定するものとして解釈すべきではない。
線収縮率
収縮パッドを、一列のフェルトニードルを用いて繊維マットをニードル処理することによって調製した。約7.62cm×約12.7cm(3 in×5 in)のテスト片を、該パッドから切出し、この収縮率テストにおいて使用した。該テストパッドの長さおよび幅を、注意深く測定した。次に、このテストパッドを、炉内に配置し、24時間に渡り1,400℃の温度とした。24時間加熱した後、該テストパッドを該テスト用炉内から取出し、冷却した。冷却後、該テストパッドの長さおよび幅を再度測定した。該テストパッドの線収縮率を、該寸法測定「前」および「後」の値を比較することにより決定した。
圧縮回復率
上記無機繊維の、使用温度に対して暴露した後の機械的強度を保持する能力を、圧縮回復率テストにより評価した。圧縮回復率は、与られた期間に渡る所定の使用温度への暴露に応答する無機繊維の機械的性能の一尺度である。圧縮回復率は、該無機繊維材料から製造したテストパッドを、該選択された期間に渡り該テスト温度にて焼成することにより測定される。その後、該焼成されたテストパッドを、その元の厚みの半分にまで圧縮し、かつ回復させる。その回復の量を、該パッドの圧縮された厚みの％回復率として測定する。圧縮回復率は、24時間に渡り1,260℃および1,400℃という使用温度に暴露した後に測定した。幾つかの実例となる態様によれば、該無機繊維から製造したテストパッドは、少なくとも10％の圧縮回復率を示す。
繊維の溶解
上記の無機繊維は、生理学的流体に対して「非持続的」または「非生体内持続的」である。生理学的流体に対して「非持続的」または「非生体内持続的」との用語により、該無機繊維がこのような流体、例えば模擬肺液に対して、インビトロテスト中に、少なくとも部分的に溶解または分解することを意味する。
耐久性テストは、ヒトの肺において見られる温度および化学的条件をシミュレートした条件の下で、上記繊維からその質量が失われる割合(ng/cm2-時)を測定する。特に、ここにおいて論じられる該繊維は、pH 7.4において模擬肺液(Simulated Lung Fluid)に対して高度に溶解性である。
模擬肺液に対する繊維の溶解率を測定するために、約0.1gの繊維を、37℃に加温されている模擬肺液を含む50mLの遠心管に配置する。次に、これを6時間に渡り振盪インキュベータに配置し、かつ100cpmにて攪拌する。このテストの終了時点において、該管を遠心分離処理し、得られる溶液を60mLのシリンジに注込む。次に、この溶液を、強制的に0.45μmのフィルターに通して、あらゆる粒状物を除去し、誘導結合プラズマ分光分析を利用して、ガラス成分についてテストする。このテストは、中性近傍のpHを持つ溶液または酸性溶液の何れかを用いて行うことができる。特定の溶解率の基準は存在しないが、100 ng/cm2-時を超える溶解度値を持つ繊維が、非生体内持続性繊維であることを示すものと考えられる。
*：デュラブランケット(DURABLANKET) 2600との名称の下に、ユニフラックス(Unifrax) ILLC [米国NY州、ナイアガラフォールズ(Niagara Falls, NY, USA)]から市販品として入手できるブランケット：15-17質量％のZrO2を含む。
**：イソフラックスブランケット(ISOFRAX Blanket)との名称の下に、ユニフラックスILLC(米国NY州、ナイアガラフォールズ)から市販品として入手できるブランケット。
C = 比較
上の表IIに示した如く、Fe2O3として測定された酸化鉄添加剤を含むマグネシウム-シリケート繊維のサンプルは、一般的に優れた線収縮率の値を示した。圧縮回復率および溶解率は、満足に維持された。高レベルのアルミナを含む繊維組成物の例に関する結果は、優れた線収縮率および生理学的流体に対する溶解性を示す。このことは、全く予想外のことに、アルカリ土類シリケート繊維におけるより高レベルのアルミナの混入が、より低レベルのアルミナを含む繊維と比較して、高い線収縮率およびより低い溶解度を結果することが、断熱繊維技術において公知であるという事実を与える。
上記無機繊維、断熱材、該無機繊維の製法、および該断熱材を用いた物品の絶縁法を、様々な態様との関連で説明してきたが、他の類似の態様を利用することができ、あるいは同様な機能を果たすために、上記の態様に対して変更および付加を行うことが可能であるものと理解すべきである。更に、これら様々な実例となる態様を組み合わせて、上記所望の結果を生出すことができる。従って、上記無機繊維、断熱材、該無機繊維の製法、および該断熱材を用いた物品の絶縁法を、任意の単一の態様に限定すべきではなく、寧ろ添付した特許請求の範囲の記述に従う、広さおよび範囲で解釈すべきである。ここに記載の態様は単なる模範であり、また当業者が、本発明の精神および範囲を逸脱することなしに、変更および改良を行うことができることが理解されよう。このような変更および改良の全ては、上述のような本発明の範囲内に含まれるものと意図されている。更に、記載された全ての態様は、本発明の様々な態様が上記所望の結果を得るために組合せることが可能であることから、必ずしも選択的である必要はない。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕70質量％以上のシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄及び0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含み、1400℃にて10％以下の収縮率を示す、無機繊維。
〔２〕4μmを超える平均径を有する、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔３〕1400℃にて5％以下の収縮率を示す、前記〔2〕に記載の無機繊維。
〔４〕1400℃にて4％以下の収縮率を示す、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔５〕約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔６〕約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔７〕約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔８〕約70〜約80質量％のシリカ、約15〜約25質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔９〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約22質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔10〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約27質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔11〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約27質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔12〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約27質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔13〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約27質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約2質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔14〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約27質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約2質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物を含む、前記〔3〕に記載の無機繊維。
〔15〕約72〜約80質量％のシリカ、約17〜約27質量％のマグネシア、約5〜約10質量％のFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔16〕約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0〜約10質量％のFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0〜約3質量％のアルミナの繊維化生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔17〕約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1％以下のカルシアの繊維化生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔18〕約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1％以下のカルシアの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔19〕約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔20〕約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔21〕約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約3質量％までのアルミナの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔22〕約75〜約79質量％のシリカ、約15〜約20質量％のマグネシア、0〜約10質量％のFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、0を超え約3質量％までのアルミナ、及び1質量％以下のカルシアの繊維化生成物であって、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない該生成物を含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔23〕前記繊維化生成物が、粘度調整剤を更に含む、前記〔1〕に記載の無機繊維。
〔24〕前記粘度調整剤が、アルカリ金属酸化物、ボリア及びこれらの混合物からなる群から選択される、前記〔23〕に記載の無機繊維。
〔25〕前記粘度調整剤が、ボリアを含む、前記〔24〕に記載の無機繊維。
〔26〕1400℃にて10％以下の収縮率を示す無機繊維の製造方法であって、以下の工程、
70質量％以上のシリカ、マグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約4質量％までのアルミナを含有する成分を用いてメルトを形成する工程、及び
該メルトから繊維を製造する工程、
を含む、方法。
〔27〕前記成分のメルトが、約72〜約86質量％のシリカ、約12.5〜約26.5質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0〜約3質量％のアルミナを含む、前記〔26〕に記載の方法。
〔28〕物品を絶縁する方法であって、前記物品の上、その中、その近傍又はその周囲に、断熱性材料を配置する工程を含み、該断熱性材料が、前記〔1〕に記載の繊維化生成物を含む、方法。
〔29〕バルク繊維、ブランケット、ニードルドブランケット、紙、フェルト、キャストシェイプ、真空キャストフォーム、又は配合物の少なくとも１つを含む無機繊維含有物品であって、前記〔1〕に記載の繊維化生成物を含む、無機繊維含有物品。
〔30〕約65〜約86質量％のシリカ、約14〜約35質量％のマグネシア、0を超え約10質量％までのFe 2 O 3 として測定される酸化鉄、及び0を超え約4質量％までのアルミナの繊維化生成物を含む無機繊維であって、4μm以上の平均繊維径を有し、かつ1400℃にて5％以下の収縮率を示す、無機繊維。

Claims (12)

  1. 70〜80質量％のシリカ、15〜25質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、および、0を超え4質量％までのアルミナを含有し、24時間に亘り1400℃にて10％以下の収縮率を示す、無機繊維。
  2. 前記無機繊維は、4μmを超える平均径を有する、請求項1に記載の無機繊維。
  3. 前記無機繊維は、24時間に亘り1400℃にて4％以下の収縮率を示す、請求項2に記載の無機繊維。
  4. 前記無機繊維は、70〜80質量％のシリカ、15〜25質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、及び0を超え3質量％までのアルミナを含有する、請求項3に記載の無機繊維。
  5. 前記無機繊維は、70〜80質量％のシリカ、15〜25質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、0を超え3質量％までのアルミナ、および、1質量％以下のカルシアを含有する、請求項3に記載の無機繊維。
  6. 前記無機繊維は、70〜80質量％のシリカ、15〜25質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、0を超え3質量％までのアルミナ、および、1質量％以下のカルシアを含有し、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない、請求項3に記載の無機繊維。
  7. 72〜80質量％のシリカ、17〜26.5質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、0を超え3質量％までのアルミナ、および、1質量％以下のカルシアを含有し、24時間に亘り1400℃にて4％以下の収縮率を示し、4μmを超える平均径を有する、無機繊維。
  8. 72〜86質量％のシリカ、12.5〜26.5質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、0を超え3質量％までのアルミナ、および、1％以下のカルシアを含有し、24時間に亘り1400℃にて10％以下の収縮率を示す、無機繊維。
  9. 前記無機繊維は、75〜79質量％のシリカ、15〜20質量％のマグネシア、1〜5質量％のFe2O3として測定される酸化鉄、0を超え3質量％までのアルミナ、および、1質量％以下のカルシアを含有する、請求項1に記載の無機繊維。
  10. 前記無機繊維が、アルカリ金属酸化物、ボリア又はこれらの混合物を更に含む、請求項1に記載の無機繊維。
  11. 1400℃以上で物品を絶縁する方法であって、前記物品の上、その中、その近傍又はその周囲に、断熱性材料を配置する工程を含み、該断熱性材料が、請求項1に記載の無機繊維を含む、方法。
  12. バルク繊維、ブランケット、ニードルドブランケット、紙、フェルト、キャストシェイプ、真空キャストフォーム、又は配合物の少なくとも１つを含む無機繊維含有物品であって、請求項1に記載の無機繊維を含む、無機繊維含有物品。
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