JPH10324542A - 無機繊維 - Google Patents
無機繊維Info
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- JPH10324542A JPH10324542A JP30808197A JP30808197A JPH10324542A JP H10324542 A JPH10324542 A JP H10324542A JP 30808197 A JP30808197 A JP 30808197A JP 30808197 A JP30808197 A JP 30808197A JP H10324542 A JPH10324542 A JP H10324542A
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- Japan
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- cao
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- fibers
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- 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- 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
- C03C2213/00—Glass fibres or filaments
- C03C2213/02—Biodegradable glass fibres
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発癌性指数ＫＩ値が４０以上で人体内蓄積性
が低く、しかも従来のロックウールの水準をこえる高度
の耐熱性を有する非晶質無機繊維を提供する。 【解決手段】 ＫＩ値を４０以上とするのに十分な量の
ＣaＯを含有するケイ酸カルシウム質非晶質無機繊維に
対し、０.５〜７重量％のＰ2Ｏ5を添加する。
が低く、しかも従来のロックウールの水準をこえる高度
の耐熱性を有する非晶質無機繊維を提供する。 【解決手段】 ＫＩ値を４０以上とするのに十分な量の
ＣaＯを含有するケイ酸カルシウム質非晶質無機繊維に
対し、０.５〜７重量％のＰ2Ｏ5を添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐熱性と体液溶解性
にすぐれた非晶質無機繊維に関するものである。
にすぐれた非晶質無機繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロックウールは、鉄鋼スラグや各種鉱物
質原料の混合物にケイ石、ドロマイト等を成分比率調整
材として加えたものをキュポラまたは電気炉で加熱して
溶融させ、得られた溶融物を圧縮空気で吹き飛ばす方法
（ブローイング法）、高速回転体に衝突させる方法（ロ
ーター法）等で繊維化することにより得られるガラス質
の無機繊維である。その組成は、一般にＳiＯ2 ３５〜
５０％（重量％；以下同じ）、Ａl2Ｏ3 １０〜２０％、
ＣaＯ ３０〜４０％、ＭgＯ ３〜６％、ＦeＯ＋Ｆe2Ｏ3
０.１〜３％であり、ほかに、原料に由来する不純物と
してＴiＯ2、ＭnＯ、Ｃr2Ｏ3、ＢaＯ、Ｎa2Ｏ、Ｋ2Ｏ、
Ｓ等を、合計量で５％程度含むものが多い。
質原料の混合物にケイ石、ドロマイト等を成分比率調整
材として加えたものをキュポラまたは電気炉で加熱して
溶融させ、得られた溶融物を圧縮空気で吹き飛ばす方法
（ブローイング法）、高速回転体に衝突させる方法（ロ
ーター法）等で繊維化することにより得られるガラス質
の無機繊維である。その組成は、一般にＳiＯ2 ３５〜
５０％（重量％；以下同じ）、Ａl2Ｏ3 １０〜２０％、
ＣaＯ ３０〜４０％、ＭgＯ ３〜６％、ＦeＯ＋Ｆe2Ｏ3
０.１〜３％であり、ほかに、原料に由来する不純物と
してＴiＯ2、ＭnＯ、Ｃr2Ｏ3、ＢaＯ、Ｎa2Ｏ、Ｋ2Ｏ、
Ｓ等を、合計量で５％程度含むものが多い。
【０００３】比較的安価な不燃性繊維であるロックウー
ルは、耐火被覆材や高温用断熱材としてバルク繊維の状
態で、またブランケット、マット、フェルト、ボード等
の形態の断熱材として、広く利用されている。しかしな
がら、従来の一般的なロックウール製品はせいぜい７５
０℃が使用可能温度の上限であって、それ以上の高温で
は軟化しさらには溶融して、著しい収縮、変形を起こ
す。
ルは、耐火被覆材や高温用断熱材としてバルク繊維の状
態で、またブランケット、マット、フェルト、ボード等
の形態の断熱材として、広く利用されている。しかしな
がら、従来の一般的なロックウール製品はせいぜい７５
０℃が使用可能温度の上限であって、それ以上の高温で
は軟化しさらには溶融して、著しい収縮、変形を起こ
す。
【０００４】したがって、約８００℃以上の高温に耐え
ることを要求される用途ではシリカ−アルミナ系など各
種セラミック繊維を使用せざるを得ないのが現状である
が、セラミック繊維はロックウールに比べるとはるかに
高価である。
ることを要求される用途ではシリカ−アルミナ系など各
種セラミック繊維を使用せざるを得ないのが現状である
が、セラミック繊維はロックウールに比べるとはるかに
高価である。
【０００５】また、粉塵化したセラミック繊維が人に吸
入されて肺内に蓄積すると各種呼吸器疾患を起こす可能
性があることがわかったため、耐火被覆材等にセラミッ
ク繊維を利用することには一定の規制が加えられるよう
になった。
入されて肺内に蓄積すると各種呼吸器疾患を起こす可能
性があることがわかったため、耐火被覆材等にセラミッ
ク繊維を利用することには一定の規制が加えられるよう
になった。
【０００６】そして、同じ理由による使用規制は、近年
ロックウールにも適用されるようになりつつある。
ロックウールにも適用されるようになりつつある。
【０００７】無機繊維が呼吸器疾患を招く原因は複雑で
あり解明されていない部分が多いが、その多くは、肺に
吸入された無機繊維が短期間で体液に溶けて吸収されて
しまえば解消すると考えられている。
あり解明されていない部分が多いが、その多くは、肺に
吸入された無機繊維が短期間で体液に溶けて吸収されて
しまえば解消すると考えられている。
【０００８】そこで、人の健康に対する影響を考える
と、無機繊維の体液への溶解性を高めることによりたと
え粉塵化した無機繊維が肺に吸入されても蓄積せず有害
作用を発揮しないようにすることが望ましい。このよう
な観点から、無機繊維の体液中への溶解性が重要視され
るようになり、体液の代わりに生理学的塩類溶液（たと
えば生理食塩水）を用いて行われる溶解性試験における
溶解性のよいものが求められるようになった。
と、無機繊維の体液への溶解性を高めることによりたと
え粉塵化した無機繊維が肺に吸入されても蓄積せず有害
作用を発揮しないようにすることが望ましい。このよう
な観点から、無機繊維の体液中への溶解性が重要視され
るようになり、体液の代わりに生理学的塩類溶液（たと
えば生理食塩水）を用いて行われる溶解性試験における
溶解性のよいものが求められるようになった。
【０００９】ドイツ危険物規制では、上記溶解性試験に
かえて化学組成から計算されるＫＩ値と呼ばれる指標値
を、体液溶解性ひいては安全性の判断基準として採用し
ている。すなわち、無機繊維についてその組成中ナトリ
ウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウ
ム、およびホウ素の各酸化物の含有率（重量％）の総和
から酸化アルミニウムの含有率の２倍を差し引いた値を
発癌性指数・ＫＩ値とし、それが小さいものほど危険性
が高いが４０以上であるものは発癌性のおそれなしとす
る扱いをしている。
かえて化学組成から計算されるＫＩ値と呼ばれる指標値
を、体液溶解性ひいては安全性の判断基準として採用し
ている。すなわち、無機繊維についてその組成中ナトリ
ウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウ
ム、およびホウ素の各酸化物の含有率（重量％）の総和
から酸化アルミニウムの含有率の２倍を差し引いた値を
発癌性指数・ＫＩ値とし、それが小さいものほど危険性
が高いが４０以上であるものは発癌性のおそれなしとす
る扱いをしている。
【００１０】例を挙げて説明すると、アルミナシリケー
ト系のセラミック繊維は１０００〜１３００℃の高温に
も耐えるが構成成分がＡl2Ｏ3５０％（重量％，以下同
じ）、ＳiＯ2５０％前後のものであるから、ＫＩ値は−
１００にも達する。化学的に安定で、生理学的塩類溶液
に対する抵抗はすこぶる大きい。また、１０００℃以上
の高温にさらされると遊離ケイ酸の一種であるクリスト
バライトを生成し、該遊離ケイ酸を生じた繊維は珪肺等
の呼吸器疾患の原因にもなる。したがって、このセラミ
ック繊維は人体に有害な繊維であるとの認識が強くなっ
てきており、ＩＡＲＣ（International Agency for Res
erch on Cancer：国際癌研究機関）は、「恐らく人に対
して発癌性がある物質である」と格付けしている。
ト系のセラミック繊維は１０００〜１３００℃の高温に
も耐えるが構成成分がＡl2Ｏ3５０％（重量％，以下同
じ）、ＳiＯ2５０％前後のものであるから、ＫＩ値は−
１００にも達する。化学的に安定で、生理学的塩類溶液
に対する抵抗はすこぶる大きい。また、１０００℃以上
の高温にさらされると遊離ケイ酸の一種であるクリスト
バライトを生成し、該遊離ケイ酸を生じた繊維は珪肺等
の呼吸器疾患の原因にもなる。したがって、このセラミ
ック繊維は人体に有害な繊維であるとの認識が強くなっ
てきており、ＩＡＲＣ（International Agency for Res
erch on Cancer：国際癌研究機関）は、「恐らく人に対
して発癌性がある物質である」と格付けしている。
【００１１】前述の組成を有する一般的なロックウール
のＫＩ値はセラミック繊維と比べるとはるかに大きい
が、それでも４０には達せず、５〜１８程度となる。生
理学的塩類溶液溶解性もセラミック繊維のそれと大差は
ない。したがって、ロックウールが体内に蓄積したとき
の有害性について、ＩＡＲＣは、セラミック繊維と同様
に「恐らく人に対して発癌性のある物質である」と格付
けしている。
のＫＩ値はセラミック繊維と比べるとはるかに大きい
が、それでも４０には達せず、５〜１８程度となる。生
理学的塩類溶液溶解性もセラミック繊維のそれと大差は
ない。したがって、ロックウールが体内に蓄積したとき
の有害性について、ＩＡＲＣは、セラミック繊維と同様
に「恐らく人に対して発癌性のある物質である」と格付
けしている。
【００１２】そこで、ロックウール系の非晶質無機繊維
についても体液溶解性向上の試みがなされており、たと
えば特公平７−４２１３９号の発明は、０.１〜３０％
のＭgＯ、０〜１０％のＡl2Ｏ3および残部がＳiＯ2およ
びＣaＯからなる組成とすることにより、生理学的塩類
溶液に対する溶解性のよいアルカリ土類金属ケイ酸塩系
繊維を得ている。この発明による繊維は、実施例につい
てＫＩ値を計算してみると約２０〜５０の範囲にあり、
溶解性に関しては一般的なロックウールよりも改善され
てはいるが、十分ではないものも多いように思われる。
その耐熱性については約７４３℃〜８１５℃の範囲で連
続使用可能であることが強調されているが、実施例を見
るとそれほどの耐熱性を有しないと認められるものも含
まれているので、従前のロックウールと同等またはそれ
よりも若干優れている程度と認められる。
についても体液溶解性向上の試みがなされており、たと
えば特公平７−４２１３９号の発明は、０.１〜３０％
のＭgＯ、０〜１０％のＡl2Ｏ3および残部がＳiＯ2およ
びＣaＯからなる組成とすることにより、生理学的塩類
溶液に対する溶解性のよいアルカリ土類金属ケイ酸塩系
繊維を得ている。この発明による繊維は、実施例につい
てＫＩ値を計算してみると約２０〜５０の範囲にあり、
溶解性に関しては一般的なロックウールよりも改善され
てはいるが、十分ではないものも多いように思われる。
その耐熱性については約７４３℃〜８１５℃の範囲で連
続使用可能であることが強調されているが、実施例を見
るとそれほどの耐熱性を有しないと認められるものも含
まれているので、従前のロックウールと同等またはそれ
よりも若干優れている程度と認められる。
【００１３】また特表平８−５１１７６０号公報には、
ＳiＯ2４０〜６７％、ＣaＯ２０〜４５％を必須の成分
とする生物分解性の無機繊維が開示されていて、ＫＩ値
については記載がないが、実施例についてそれを計算し
てみると４０以上のものである。しかしながら、その耐
熱限界は７００℃程度と認められ、従来のロックウール
のそれを超えるものではない。
ＳiＯ2４０〜６７％、ＣaＯ２０〜４５％を必須の成分
とする生物分解性の無機繊維が開示されていて、ＫＩ値
については記載がないが、実施例についてそれを計算し
てみると４０以上のものである。しかしながら、その耐
熱限界は７００℃程度と認められ、従来のロックウール
のそれを超えるものではない。
【００１４】さらに特開平４−２２８４５５号公報に
は、ＳiＯ2３７〜５８％、ＣaＯ７〜４０％、ＭgＯ４〜
１６％、Ｐ2Ｏ5１〜１０％、Ａl2Ｏ3４〜１４％、Ｆe2
Ｏ3４〜１４％を必須成分とする無機繊維が開示されて
いて、この無機繊維は生理媒体と接触すると分解すると
説明されているが、実施例のＫＩ値はすべて４０に達し
ない。しかも、その耐熱性は従来のロックウールなみの
ものである。
は、ＳiＯ2３７〜５８％、ＣaＯ７〜４０％、ＭgＯ４〜
１６％、Ｐ2Ｏ5１〜１０％、Ａl2Ｏ3４〜１４％、Ｆe2
Ｏ3４〜１４％を必須成分とする無機繊維が開示されて
いて、この無機繊維は生理媒体と接触すると分解すると
説明されているが、実施例のＫＩ値はすべて４０に達し
ない。しかも、その耐熱性は従来のロックウールなみの
ものである。
【００１５】ＫＩ値はドイツのみならず世界的にも有力
な安全性判断基準として普及しつつある。したがって、
ロックウールの耐熱性向上を考える場合にもＫＩ値を無
視することはもはや許されない状況になっている。しか
しながら、ロックウールにせよセラミック繊維にせよ、
１０００℃をこえる高温に耐える高度の耐熱性と４０以
上のＫＩ値とを両立させることに成功した例はまだなか
った。
な安全性判断基準として普及しつつある。したがって、
ロックウールの耐熱性向上を考える場合にもＫＩ値を無
視することはもはや許されない状況になっている。しか
しながら、ロックウールにせよセラミック繊維にせよ、
１０００℃をこえる高温に耐える高度の耐熱性と４０以
上のＫＩ値とを両立させることに成功した例はまだなか
った。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、ロッ
クウールと同様に安価かつ容易に製造できる非晶質無機
繊維でありながらセラミック繊維に匹敵する高度の耐熱
性を有し、しかもＫＩ値が４０以上の、人体内蓄積性が
低い無機繊維を提供しようとするものである。
クウールと同様に安価かつ容易に製造できる非晶質無機
繊維でありながらセラミック繊維に匹敵する高度の耐熱
性を有し、しかもＫＩ値が４０以上の、人体内蓄積性が
低い無機繊維を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明により提供された
新規な無機繊維は、ＳiＯ2およびＣaＯを主成分としＫ
Ｉ値が４０以上である非晶質無機繊維に、耐熱性向上の
ための必須の少量成分としてＰ2Ｏ5を、１０００℃・３
時間の加熱に耐える耐熱性を獲得するのに必要な量だけ
含有させたことを特徴とするものである。
新規な無機繊維は、ＳiＯ2およびＣaＯを主成分としＫ
Ｉ値が４０以上である非晶質無機繊維に、耐熱性向上の
ための必須の少量成分としてＰ2Ｏ5を、１０００℃・３
時間の加熱に耐える耐熱性を獲得するのに必要な量だけ
含有させたことを特徴とするものである。
【００１８】ここで「１０００℃・３時間の加熱に耐え
る耐熱性」とは、後記実施例の欄に記載した耐熱性試験
法による１０００℃・３時間の加熱試験で収縮率が５％
を超えないことを意味する。
る耐熱性」とは、後記実施例の欄に記載した耐熱性試験
法による１０００℃・３時間の加熱試験で収縮率が５％
を超えないことを意味する。
【００１９】本発明による無機繊維の代表的なものの化
学組成は、ＣaＯが約４０〜４３重量％、ＣaＯとＳiＯ2
の合計量が少なくとも８５重量％、好ましくは９０重量
％以上であり、必須の第三成分であるＰ2Ｏ5が約０.５
〜１０重量％、好ましくは約１〜７重量％である。
学組成は、ＣaＯが約４０〜４３重量％、ＣaＯとＳiＯ2
の合計量が少なくとも８５重量％、好ましくは９０重量
％以上であり、必須の第三成分であるＰ2Ｏ5が約０.５
〜１０重量％、好ましくは約１〜７重量％である。
【００２０】多くのロックウールに通常含まれている成
分であっても上記３成分以外のものは、本発明において
は極力少なくすることが望まれる。原料として鉱物を使
用する限り多くの不要成分が混入することは避けられな
いが、Ａl2Ｏ3は約０.３重量％以下、ＭgＯは約３重量
％以下、その他の金属酸化物は合計量で約２重量％以下
とすることが望ましい。
分であっても上記３成分以外のものは、本発明において
は極力少なくすることが望まれる。原料として鉱物を使
用する限り多くの不要成分が混入することは避けられな
いが、Ａl2Ｏ3は約０.３重量％以下、ＭgＯは約３重量
％以下、その他の金属酸化物は合計量で約２重量％以下
とすることが望ましい。
【００２１】上述のように、本発明はＳiＯ2およびＣa
Ｏを主成分とする基本組成を採用しそこに耐熱性向上成
分として少量のＰ2Ｏ5を含有させたものであるが、これ
は、本発明の目的達成を可能にする組成を検討する過程
において得られた次のような知見に基づく。
Ｏを主成分とする基本組成を採用しそこに耐熱性向上成
分として少量のＰ2Ｏ5を含有させたものであるが、これ
は、本発明の目的達成を可能にする組成を検討する過程
において得られた次のような知見に基づく。
【００２２】まず、従来のロックウールの主要構成成分
を再検討した結果、 Ａl2Ｏ3はＫＩ値を小さくする成分であるだけでな
く実測される生理食塩水溶解性も顕著に低下させる。し
たがって、Ａl2Ｏ3は極力少なくすることが必要であ
り、理想的にはゼロにすることが望ましい； ＭgＯはＫＩ値を大きくする観点からは有利な成分
であり、少なくとも制限される成分ではないが、実測さ
れる生理食塩水溶解性は悪化させる傾向がある（後記表
４参照）。したがって、これもできるだけ少なくするこ
とが望ましい； ＣaＯは従来の通常のロックウールでも主要成分の
一つであるが、ＫＩ値と生理食塩水溶解性のいずれをも
大きくする；などを確認した。
を再検討した結果、 Ａl2Ｏ3はＫＩ値を小さくする成分であるだけでな
く実測される生理食塩水溶解性も顕著に低下させる。し
たがって、Ａl2Ｏ3は極力少なくすることが必要であ
り、理想的にはゼロにすることが望ましい； ＭgＯはＫＩ値を大きくする観点からは有利な成分
であり、少なくとも制限される成分ではないが、実測さ
れる生理食塩水溶解性は悪化させる傾向がある（後記表
４参照）。したがって、これもできるだけ少なくするこ
とが望ましい； ＣaＯは従来の通常のロックウールでも主要成分の
一つであるが、ＫＩ値と生理食塩水溶解性のいずれをも
大きくする；などを確認した。
【００２３】その結果、ＫＩ値および生理食塩水溶解性
の観点から好ましい組成の繊維として、ＳiＯ2およびＣ
aＯを主成分とするケイ酸カルシウム質の繊維が考えら
れた。この組成においてＫＩ値を４０以上とするには、
ＣaＯを約４０重量％以上とする必要がある。
の観点から好ましい組成の繊維として、ＳiＯ2およびＣ
aＯを主成分とするケイ酸カルシウム質の繊維が考えら
れた。この組成においてＫＩ値を４０以上とするには、
ＣaＯを約４０重量％以上とする必要がある。
【００２４】しかしながら、ＣaＯを４０重量％以上に
したＳiＯ2−ＣaＯ系の繊維は耐熱性が悪く、約７５０
℃までの使用にしか耐えない。
したＳiＯ2−ＣaＯ系の繊維は耐熱性が悪く、約７５０
℃までの使用にしか耐えない。
【００２５】ところが、そこに少量のＰ2Ｏ5を含有させ
ると耐熱性が飛躍的に向上して１０００℃・３時間の加
熱にも耐える繊維となり、組成的にも安定になることが
確認された。これは、高温に加熱された繊維中でＳiＯ2
とＣaＯからウォラストナイトを生じるときＰ2Ｏ5が核
になって安定なウォラストナイトを速やかに生じさせ、
それによりシリカの遊離を防止すると同時に繊維の収縮
や崩壊を防ぐためと考えられる。
ると耐熱性が飛躍的に向上して１０００℃・３時間の加
熱にも耐える繊維となり、組成的にも安定になることが
確認された。これは、高温に加熱された繊維中でＳiＯ2
とＣaＯからウォラストナイトを生じるときＰ2Ｏ5が核
になって安定なウォラストナイトを速やかに生じさせ、
それによりシリカの遊離を防止すると同時に繊維の収縮
や崩壊を防ぐためと考えられる。
【００２６】但し、ＣaＯが約４３重量％を超えると、
それによる耐熱性悪化が顕著になるので、Ｐ2Ｏ5を含有
させても十分な耐熱性を達成することは困難になる。
それによる耐熱性悪化が顕著になるので、Ｐ2Ｏ5を含有
させても十分な耐熱性を達成することは困難になる。
【００２７】なお、Ｐ2Ｏ5はＫＩ値とは無関係の成分で
あり、また実測される生理食塩水溶解率も若干低下させ
るがその影響は僅かなので（後記表３参照）、人体内蓄
積性が低い無機繊維を得るための耐熱性向上成分として
使用することができる。
あり、また実測される生理食塩水溶解率も若干低下させ
るがその影響は僅かなので（後記表３参照）、人体内蓄
積性が低い無機繊維を得るための耐熱性向上成分として
使用することができる。
【００２８】図１は、上述のようなＳiＯ2−ＣaＯ系無
機繊維の耐熱性に及ぼすＣaＯ含有率およびＰ2Ｏ5添加
の影響を示すグラフである。１０００℃・３時間の加熱
による収縮率が５％以下となる高度の耐熱性（判定○お
よび◎）は、ＣaＯ含有率が約４０〜４３重量％のもの
にＰ2Ｏ5を含有させたとき達成されることがわかる（耐
熱性試験法は後記実施例におけるものと同じ。データは
後記実施例、比較例、および市販品を含むその他の試料
についての試験結果より抜粋された）。
機繊維の耐熱性に及ぼすＣaＯ含有率およびＰ2Ｏ5添加
の影響を示すグラフである。１０００℃・３時間の加熱
による収縮率が５％以下となる高度の耐熱性（判定○お
よび◎）は、ＣaＯ含有率が約４０〜４３重量％のもの
にＰ2Ｏ5を含有させたとき達成されることがわかる（耐
熱性試験法は後記実施例におけるものと同じ。データは
後記実施例、比較例、および市販品を含むその他の試料
についての試験結果より抜粋された）。
【００２９】このようにして、ＫＩ値が４０以上の（普
通には４０以上約４２迄の）、優れた生理食塩水溶解性
と高度の耐熱性とを兼備する本発明の非晶質無機繊維が
完成されたのである。
通には４０以上約４２迄の）、優れた生理食塩水溶解性
と高度の耐熱性とを兼備する本発明の非晶質無機繊維が
完成されたのである。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明の無機繊維を製造する場
合、耐熱性向上のための成分であるＰ2Ｏ5は、繊維重量
に対して約０.５〜７重量％を含有させることが望まし
い。特に好ましいＰ2Ｏ5含有率は、約１〜６重量％であ
る。Ｐ2Ｏ5をこれよりも多くすると（特に１０重量％以
上にすると）、目標とするＫＩ値を維持しながら耐熱性
も向上させることは困難になる。また製造技術上も、原
料混合物の溶融と繊維化に困難を来すようになる。
合、耐熱性向上のための成分であるＰ2Ｏ5は、繊維重量
に対して約０.５〜７重量％を含有させることが望まし
い。特に好ましいＰ2Ｏ5含有率は、約１〜６重量％であ
る。Ｐ2Ｏ5をこれよりも多くすると（特に１０重量％以
上にすると）、目標とするＫＩ値を維持しながら耐熱性
も向上させることは困難になる。また製造技術上も、原
料混合物の溶融と繊維化に困難を来すようになる。
【００３１】ＣaＯは、Ｐ2Ｏ5の添加率も考慮した上で
ＫＩ値を４０以上にするのに必要な量として計算するこ
とができる。ＳiＯ2は残余成分の大部分すなわち約５１
〜５８重量％になる。ＳiＯ2が５８重量％以上ではＫＩ
値が４０以上のものを得られにくくなり、また５１重量
％以下では耐熱性を持つものが得られにくくなる。
ＫＩ値を４０以上にするのに必要な量として計算するこ
とができる。ＳiＯ2は残余成分の大部分すなわち約５１
〜５８重量％になる。ＳiＯ2が５８重量％以上ではＫＩ
値が４０以上のものを得られにくくなり、また５１重量
％以下では耐熱性を持つものが得られにくくなる。
【００３２】鉱物原料を使用すると上記必須成分以外に
も多くの金属酸化物の混入が避けられないが、それらは
なるべく少ないことが望ましい。中でもＡl2Ｏ3は、多
くても０.５重量％程度、好ましくは０.３重量％以下で
あることが望ましく、それよりも多いと、ＫＩ値および
生理食塩水溶解性に関する目標値を達成することが困難
になる。ＭgＯも、前述のように生理食塩水溶解性を悪
化させるので、３重量％以下にすることが望ましい。そ
の他、Ｎa2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＢaＯ、Ｂ2Ｏ3等は、多いと耐熱
性を悪化させるので、個別には約０.５重量％、合計量
で２重量％をこえないようにすることが望ましい。
も多くの金属酸化物の混入が避けられないが、それらは
なるべく少ないことが望ましい。中でもＡl2Ｏ3は、多
くても０.５重量％程度、好ましくは０.３重量％以下で
あることが望ましく、それよりも多いと、ＫＩ値および
生理食塩水溶解性に関する目標値を達成することが困難
になる。ＭgＯも、前述のように生理食塩水溶解性を悪
化させるので、３重量％以下にすることが望ましい。そ
の他、Ｎa2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＢaＯ、Ｂ2Ｏ3等は、多いと耐熱
性を悪化させるので、個別には約０.５重量％、合計量
で２重量％をこえないようにすることが望ましい。
【００３３】本発明の無機繊維は、その化学組成が上述
の範囲になるように原料とその配合比を選ぶことを除け
ば従来のロックウールとまったく同様にして製造するこ
とができる。原料として適当なものは、ケイ石（石
英）、ウォラストナイト、生石灰、消石灰、炭酸カルシ
ウム、ドロマイト、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウ
ム、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のリン酸
塩、ピロリン酸カルシウム等である。これらの原料を適
宜配合し、電気炉またはキュポラ炉で加熱して溶融さ
せ、ブロー方式、ローター方式等ロックウール製造に採
用されている周知の方式で繊維化すればよい。
の範囲になるように原料とその配合比を選ぶことを除け
ば従来のロックウールとまったく同様にして製造するこ
とができる。原料として適当なものは、ケイ石（石
英）、ウォラストナイト、生石灰、消石灰、炭酸カルシ
ウム、ドロマイト、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウ
ム、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のリン酸
塩、ピロリン酸カルシウム等である。これらの原料を適
宜配合し、電気炉またはキュポラ炉で加熱して溶融さ
せ、ブロー方式、ローター方式等ロックウール製造に採
用されている周知の方式で繊維化すればよい。
【００３４】得られた繊維は常法により集綿し、積層、
バインダー付与・硬化処理するなどしてボードその他の
形状に成形し、断熱材等の用途に提供することができ
る。
バインダー付与・硬化処理するなどしてボードその他の
形状に成形し、断熱材等の用途に提供することができ
る。
【００３５】
【実施例】原料としてウォラストナイト、珪石およびピ
ロリン酸カルシウムを用い、表１に記載した組成になる
ようにこれらの原料を混合したのち電気炉で加熱して溶
融させ、ブロー方式で繊維化後、集綿した。
ロリン酸カルシウムを用い、表１に記載した組成になる
ようにこれらの原料を混合したのち電気炉で加熱して溶
融させ、ブロー方式で繊維化後、集綿した。
【００３６】得られた繊維について、下記の方法で生理
食塩水溶解性及び耐熱性を調べた。 〔生理食塩水溶解性〕２００メッシュの篩を通過するま
で粉砕した試料約１ｇを精秤し、それを３００mlの活栓
付き三角フラスコに移す。そこに生理食塩水１５０mlを
加え、温度４０℃のインキュベーターに設置して、毎分
１２０回の割合で５０時間、水平振盪する。その後、濾
過、乾燥し、不溶解分を精秤して溶解による減量を求
め、処理による重量減少率（重量％）を生理食塩水溶解
率とする。
食塩水溶解性及び耐熱性を調べた。 〔生理食塩水溶解性〕２００メッシュの篩を通過するま
で粉砕した試料約１ｇを精秤し、それを３００mlの活栓
付き三角フラスコに移す。そこに生理食塩水１５０mlを
加え、温度４０℃のインキュベーターに設置して、毎分
１２０回の割合で５０時間、水平振盪する。その後、濾
過、乾燥し、不溶解分を精秤して溶解による減量を求
め、処理による重量減少率（重量％）を生理食塩水溶解
率とする。
【００３７】〔耐熱性試験法〕よくほぐしてショット
（粒状物）を取り除いた試料１.５ｇを圧縮することな
く磁製坩堝（サイズ：Ｂ−１）に入れて表面を平らにす
る。１１０℃で乾燥後、上部より写真を撮る。この坩堝
を、あらかじめ温度を７００℃にしておいた電気炉に入
れ、７００℃で３時間加熱する。その後、坩堝を電気炉
から取り出し、室温まで冷却後、上部より写真を撮影す
る。次に、あらかじめ８００℃に昇温しておいた電気炉
に坩堝を入れ、３時間加熱する。電気炉から坩堝を取り
出し、室温まで冷却後、写真撮影を行う。引き続き、上
記手順で９００℃、１０００℃および１１００℃での加
熱を行う。
（粒状物）を取り除いた試料１.５ｇを圧縮することな
く磁製坩堝（サイズ：Ｂ−１）に入れて表面を平らにす
る。１１０℃で乾燥後、上部より写真を撮る。この坩堝
を、あらかじめ温度を７００℃にしておいた電気炉に入
れ、７００℃で３時間加熱する。その後、坩堝を電気炉
から取り出し、室温まで冷却後、上部より写真を撮影す
る。次に、あらかじめ８００℃に昇温しておいた電気炉
に坩堝を入れ、３時間加熱する。電気炉から坩堝を取り
出し、室温まで冷却後、写真撮影を行う。引き続き、上
記手順で９００℃、１０００℃および１１００℃での加
熱を行う。
【００３８】加熱試験終了後、各段階で撮影された写真
について坩堝の内径と坩堝内繊維塊の径をノギスで測定
し、収縮率を算出して下記基準により耐熱性を判定す
る。 ◎ 収縮率１％以下 ○ 収縮率１％超５％以下 △ 収縮率５％超１０％以下 × 収縮率が１０％を超え、外観からも大きく収縮した
ことが明らか。または焼結されたように変化。
について坩堝の内径と坩堝内繊維塊の径をノギスで測定
し、収縮率を算出して下記基準により耐熱性を判定す
る。 ◎ 収縮率１％以下 ○ 収縮率１％超５％以下 △ 収縮率５％超１０％以下 × 収縮率が１０％を超え、外観からも大きく収縮した
ことが明らか。または焼結されたように変化。
【００３９】比較のため、下記比較例についても同様の
試験を行なった。 比較例１：Ｐ2Ｏ5を含まないほかは実施例１と同様組成
のもの 比較例２：Ｐ2Ｏ5を含まないほかは実施例４と同様組成
のもの 比較例３：Ｐ2Ｏ5を含まないほかは実施例６と同様組成
のもの 比較例４：従来の標準的なロックウール 比較例５：アルミナシリケート質セラミック繊維 比較例６：生理学的塩類溶液溶解性がよい繊維として市
販されている無機繊維 結果を表１および表２に示す。
試験を行なった。 比較例１：Ｐ2Ｏ5を含まないほかは実施例１と同様組成
のもの 比較例２：Ｐ2Ｏ5を含まないほかは実施例４と同様組成
のもの 比較例３：Ｐ2Ｏ5を含まないほかは実施例６と同様組成
のもの 比較例４：従来の標準的なロックウール 比較例５：アルミナシリケート質セラミック繊維 比較例６：生理学的塩類溶液溶解性がよい繊維として市
販されている無機繊維 結果を表１および表２に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】参考例１ ＳiＯ2−ＣaＯの基本組成を有しＫＩ値（ＣaＯの重量％
値に等しい）が約４２のロックウールにＰ2Ｏ5を含有さ
せた場合に生理食塩水溶解率がどのように変化するかを
調べた。その結果を表３に示す。Ｐ2Ｏ5を含有させると
生理食塩水溶解率は若干低下したが、その影響は僅かで
ある。
値に等しい）が約４２のロックウールにＰ2Ｏ5を含有さ
せた場合に生理食塩水溶解率がどのように変化するかを
調べた。その結果を表３に示す。Ｐ2Ｏ5を含有させると
生理食塩水溶解率は若干低下したが、その影響は僅かで
ある。
【００４３】
【表３】 Ｐ2Ｏ5含有率が生理食塩水溶解率に及ぼす影
響（化学組成はいずれも重量％） ＳiＯ2 ＣaＯ ＭgＯ Ｐ2Ｏ5 その他 生理食塩水溶解率 試料Ａ１ ５８.０ ４２.０ ０ ０ ０.１ ６.２％ Ａ２ ５３.５ ４２.９ ０ ３.２ ０.４ ５.７ Ａ３ ５１.９ ４２.４ ０ ５.６ ０.１ ５.４
響（化学組成はいずれも重量％） ＳiＯ2 ＣaＯ ＭgＯ Ｐ2Ｏ5 その他 生理食塩水溶解率 試料Ａ１ ５８.０ ４２.０ ０ ０ ０.１ ６.２％ Ａ２ ５３.５ ４２.９ ０ ３.２ ０.４ ５.７ Ａ３ ５１.９ ４２.４ ０ ５.６ ０.１ ５.４
【００４４】参考例２ ＳiＯ2−ＣaＯ−ＭgＯの基本組成を有しＫＩ値（ＣaＯ
とＭgＯの合計量に等しい）が約４２〜４８のロックウ
ールにおけるＭgＯの含有率を変えた場合に生理食塩水
溶解性がどのような影響を受けるかを調べた。その結果
は表４のとおりで、ＭgＯ含有率が高くなるにつれて生
理食塩水溶解性が悪化する。
とＭgＯの合計量に等しい）が約４２〜４８のロックウ
ールにおけるＭgＯの含有率を変えた場合に生理食塩水
溶解性がどのような影響を受けるかを調べた。その結果
は表４のとおりで、ＭgＯ含有率が高くなるにつれて生
理食塩水溶解性が悪化する。
【００４５】
【表４】 ＭgＯ含有率が生理食塩水溶解率に及ぼす影
響（化学組成はいずれも重量％） ＳiＯ2 ＣaＯ ＭgＯ Ｐ2Ｏ5 その他 生理食塩水溶解率 試料Ｂ１ ５８.０ ４２.０ ０ ０ ０.１ ６.２％ Ｂ２ ５５.４ ４４.３ ０ ０ ０.３ ５.９ Ｂ３ ５１.２ ４４.８ ３.０ ０ １.０ ６.１ Ｂ４ ５２.２ ４１.２ ５.０ ０ １.６ ５.２ Ｂ５ ５３.６ ３７.３ ８.０ ０ １.１ ５.０ Ｂ６ ５１.２ ３６.７ １１.０ ０ １.１ ４.４ Ｂ７ ５２.３ ２７.４ １７.３ ２.９ ０.１ ２.６ Ｂ８ ５７.１ １１.１ ３１.７ ０ ０.１ ０.９ Ｂ９ ５４.１ １１.２ ３１.６ ２.９ ０.２ ０.０
響（化学組成はいずれも重量％） ＳiＯ2 ＣaＯ ＭgＯ Ｐ2Ｏ5 その他 生理食塩水溶解率 試料Ｂ１ ５８.０ ４２.０ ０ ０ ０.１ ６.２％ Ｂ２ ５５.４ ４４.３ ０ ０ ０.３ ５.９ Ｂ３ ５１.２ ４４.８ ３.０ ０ １.０ ６.１ Ｂ４ ５２.２ ４１.２ ５.０ ０ １.６ ５.２ Ｂ５ ５３.６ ３７.３ ８.０ ０ １.１ ５.０ Ｂ６ ５１.２ ３６.７ １１.０ ０ １.１ ４.４ Ｂ７ ５２.３ ２７.４ １７.３ ２.９ ０.１ ２.６ Ｂ８ ５７.１ １１.１ ３１.７ ０ ０.１ ０.９ Ｂ９ ５４.１ １１.２ ３１.６ ２.９ ０.２ ０.０
【００４６】
【発明の効果】上述のように、本発明による無機繊維は
ドイツ危険物規制において望ましいとされている発癌性
指数ＫＩ値が４０以上の組成を有し、生理食塩水溶解性
も優れており、しかも、従来のロックウールと同様に安
価に製造可能でありながら従来のロックウールの常識を
こえる高度の耐熱性を備えている。
ドイツ危険物規制において望ましいとされている発癌性
指数ＫＩ値が４０以上の組成を有し、生理食塩水溶解性
も優れており、しかも、従来のロックウールと同様に安
価に製造可能でありながら従来のロックウールの常識を
こえる高度の耐熱性を備えている。
【図１】 ＳiＯ2−ＣaＯ系非晶質無機繊維の耐熱性に
及ぼすＣaＯ含有率およびＰ2Ｏ5添加の影響を示すグラ
フである。
及ぼすＣaＯ含有率およびＰ2Ｏ5添加の影響を示すグラ
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昇 長野県須坂市塩川238−４
Claims (4)
- 【請求項１】 ＳiＯ2およびＣaＯを主成分としＫＩ値
が４０以上である非晶質無機繊維であって１０００℃・
３時間の加熱に耐える耐熱性を獲得するのに必要な量の
Ｐ2Ｏ5を含有することを特徴とする無機繊維。 - 【請求項２】 ９０重量％以上がＳiＯ2およびＣaＯか
らなるＫＩ値が４０以上の非晶質無機繊維であって０.
５〜７重量％のＰ2Ｏ5を含有し１０００℃・３時間の加
熱に耐える耐熱性を有することを特徴とする無機繊維。 - 【請求項３】 ＫＩ値を４０以上とするのに十分な量の
ＣaＯを含有し０.５〜７重量％のＰ2Ｏ5が添加されてい
ることを特徴とするケイ酸カルシウム質非晶質無機繊
維。 - 【請求項４】 ＳiＯ2が５１〜５８重量％、ＣaＯが４
０〜４３重量％、Ｐ2Ｏ5が０.５〜７重量％の化学組成
を有し、ＫＩ値が４０以上であり、且つ１０００℃・３
時間の加熱に耐える耐熱性を有することを特徴とする非
晶質無機繊維。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30808197A JP3375529B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-10-23 | 無機繊維 |
| DE1998607278 DE69807278T2 (de) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Nicht kristalline biologisch abbaubare hitzebeständige anorganische Si02,Ca0 und P205 enthaltende Faser |
| AU59518/98A AU732283B2 (en) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Inorganic fibers |
| EP19980105441 EP0867416B1 (en) | 1997-03-26 | 1998-03-25 | Noncrystalline biodegradable heat resistant inorganic fibres comprising Si02, CaO and P205 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-89991 | 1997-03-26 | ||
| JP8999197 | 1997-03-26 | ||
| JP30808197A JP3375529B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-10-23 | 無機繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10324542A true JPH10324542A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3375529B2 JP3375529B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=26431378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30808197A Expired - Fee Related JP3375529B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-10-23 | 無機繊維 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0867416B1 (ja) |
| JP (1) | JP3375529B2 (ja) |
| AU (1) | AU732283B2 (ja) |
| DE (1) | DE69807278T2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000220037A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Nichias Corp | 生理学的媒体に可溶な非晶質無機繊維 |
| JP2001180977A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-07-03 | Toshiba Monofrax Co Ltd | 無機繊維 |
| JP2003082569A (ja) * | 2001-04-13 | 2003-03-19 | Toshiba Monofrax Co Ltd | 無機繊維製品 |
| JP2003212596A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-30 | Paramount Glass Kogyo Kk | 無機質繊維製造用硝子組成物、その製造方法及びその無機質繊維成型物 |
| US7735539B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-06-15 | Nohara Guard System Co. Ltd. | Fire-resistant smoke-suppressant device |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4090882A (en) * | 1973-03-30 | 1978-05-23 | Dyckerhoff Zementwerke Aktiengesellschaft | Glassy calcium silicate fibers made from phosphorus slag |
| FR2662688B1 (fr) * | 1990-06-01 | 1993-05-07 | Saint Gobain Isover | Fibres minerales susceptibles de se decomposer en milieu physiologique. |
| US5250488A (en) * | 1989-08-11 | 1993-10-05 | Sylvie Thelohan | Mineral fibers decomposable in a physiological medium |
| FI93346C (sv) * | 1990-11-23 | 1998-03-07 | Partek Ab | Mineralfibersammansättning |
| GB9426429D0 (en) * | 1994-12-30 | 1995-03-01 | Rockwool Int | Man-made vitreous fibres |
| US5691255A (en) * | 1994-04-19 | 1997-11-25 | Rockwool International | Man-made vitreous fiber wool |
| IS4284A (is) * | 1994-05-17 | 1995-11-18 | Isover Saint-Gobain | Samsetning glerullartrefja |
| DE69500554T2 (de) * | 1994-05-28 | 1998-03-05 | Saint Gobain Isover | Glasfaserzusammensetzungen |
| HU213464B (en) * | 1994-05-28 | 1997-06-30 | Saint Gobain Isover | Glass-fiber composition |
| US5658836A (en) * | 1995-12-04 | 1997-08-19 | Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. | Mineral fibers and their compositions |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP30808197A patent/JP3375529B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-25 DE DE1998607278 patent/DE69807278T2/de not_active Revoked
- 1998-03-25 AU AU59518/98A patent/AU732283B2/en not_active Ceased
- 1998-03-25 EP EP19980105441 patent/EP0867416B1/en not_active Revoked
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2000220037A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Nichias Corp | 生理学的媒体に可溶な非晶質無機繊維 |
| JP2001180977A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-07-03 | Toshiba Monofrax Co Ltd | 無機繊維 |
| JP2003082569A (ja) * | 2001-04-13 | 2003-03-19 | Toshiba Monofrax Co Ltd | 無機繊維製品 |
| JP2003212596A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-30 | Paramount Glass Kogyo Kk | 無機質繊維製造用硝子組成物、その製造方法及びその無機質繊維成型物 |
| US7735539B2 (en) | 2007-12-28 | 2010-06-15 | Nohara Guard System Co. Ltd. | Fire-resistant smoke-suppressant device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0867416B1 (en) | 2002-08-21 |
| JP3375529B2 (ja) | 2003-02-10 |
| DE69807278D1 (de) | 2002-09-26 |
| EP0867416A2 (en) | 1998-09-30 |
| DE69807278T2 (de) | 2002-12-19 |
| AU5951898A (en) | 1998-10-01 |
| EP0867416A3 (en) | 1999-05-06 |
| AU732283B2 (en) | 2001-04-12 |
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