JPS60134026A - 耐熱性無機繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性無機繊維、詳しくはロックウールより優
れた耐熱性を有し且つグラスウールと同等以上の可撓性
及び弾性を有する耐熱性態ａｍ維に関するものである。

ロックウール（岩綿、鉱滓等）とは、例えば第１表比較
例１に示すような成分組成から成る繊維として知られ、
その耐熱温度は８００〜７５０℃と比較的高いものであ
る。ところがこのロックウールには、５０〜５００ＪＬ
ｍ程度のショー２卜と呼ばれる＃１１ｍ１化されない粒
子が製造工程で４０〜５０％も含まれてしまい、繊維自
体の絡みが小さく可撓性及び弾性に欠くという欠点があ
る。

このために、２〜３％程度のフェノール樹脂をバイング
ーとして添加して成形しても、低密度量の成形は難しく
、一般に３０　Ｋｇ／＋ｗ３以上の高密度量で用いられ
ている。しかしそれでも脆くて角欠け、折損、戒は圧潰
等の破損が多いものであった。

グラスウールとは、例えば第１表比較例２に示すような
成分組成からなる繊維で、可撓性及び弾性に優れたａｍ
であると共に、第３図かられかるように引張強度にも優
れている。ところが、耐熱温度が５５０℃以下と低く、
このために耐熱材料として用いることには大きな制約が
ある。

そこ・で、本発明は上記の欠点を鑑み、ロックウールよ
り優れた耐熱性を有し、且つグラスウールと同等以上の
可撓性及び弾性を有する耐熱性無機＃！維を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは
、重量％で、５ｉ０２・・・４０〜５Ｏ１ＡＩ２０３・
１２〜２０、Ｆｅ２Ｏ３・−１〜６、Ｃａｎ　＝８〜１
５、ＭｇＱ・・・１２〜１８、Ｂ２Ｏ３・・・１〜４、
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ−・−０〜”７の成分組成を有し、　
１３１３０℃以」二で繊維化された耐熱性無機繊維にあ
る。

本発明の耐熱性無機繊維は、上記成分を例えば特開昭５
８−１８１９３８号公報に示される装置を使用して１３
６０℃以上の条件で繊維化して得られたものである。得
られた繊維は、１ａ維径４〜２０座■、繊維長　１２０
〜５００ｍｍの範囲で適宜に得ることが可能で、しかも
シηットも５％未満と非常に少ないため、繊維自体の絡
みが大きく、ノーバインダーでそのまま積層しても可撓
性及び弾性に富み、しかも９００℃以上の耐熱性を有す
るという優れた特長が確認された。

次に本発明の耐熱性無機繊維を構成する組成物の各成分
の作用について述べる。

５ｉ０２−　Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ−Ｆｅ２Ｏ３系組成物
は耐熱性に優れるが、失透傾向が大きく極めて作業性が
悪い。コノため本発明では、Ｃａ０．Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２
Ｏ。

Ｋ２０適量配合することにより、溶融、繊維化等の作業
性の改善を伴い且つ耐熱性を損なうことなく繊維を得る
ことを可能とした成分組成を見出したものである。

上記組成において主な成分は５ｉ０ｚ、Ａｌ２Ｏ３であ
る。５ｉ（ｈは、その含有率が５０％を超すと粘性が太
きイなってしまいｌａ酸化は困難となる。また４０％未
満のときは耐熱性が低下する。従って４０〜５０％の含
有率が好ましい。またＡｌ２Ｏ３は耐熱性向上に寄与す
るが、その含有率が２０％を超えると粘性が急激に増加
し、１２％未満の場合は耐熱性が低くなる。従って１２
〜２０％の含有率が好ましい。

上記組成に粘性を低下させるためＢ２Ｏ３，Ｎａ２Ｏ。

Ｋ２Ｏ，Ｃａ０．ＮｇＱを混入する。これらは混入しす
ぎると耐熱性を低下させるものであり、粘性の低下能力
は、Ｂｚ０３＞Ｎａ２Ｏ＞Ｋ２Ｏ＞Ｃａ０＞ＭｇＯ（７
）順である。Ｂ２Ｏ３の含有は粘性を低下させるととも
に熱膨張を抑え耐熱１＃撃性を向上させるが、コスｉ・
高となってしまう、しかし１％未満の含有では効果が少
なくｌ−４％の含有率が好ましい。Ｎａ２Ｏ，に２０は
粘性低下に有効であるが、アルカリで耐食性に難がある
ため０〜７％の含有率が好ましい。Ｃａ０は高温で粘性
を減じる作用があるが、溶融炉を腐食させる性質もある
ため。

８〜１５％の含有率が好ましい。ｌ１ｇ０は耐熱性を維
持し、粘性の温度勾配を小さくし、且つ失透性を低減す
る性質があるため、繊維製造時の繊維化を容易とし又、
繊維長の長いものを得やすい等の効果があり、１２〜１
８％の含有率が好ましい。

Ｆｅ２Ｏ３は繊維の高温での強度向上に有効で１〜６％
の含有率が好ましい。

上記成分の組成物は１３８０℃以上好ましくは１３６０
〜１５００℃にてｍｌａ化されるが、得られた繊維に良
好な可撓性及び骨性を具備させるには特開昭５８−１６
１９３８号の公報に記載の方法で繊維化を行うことが望
ましい。

即ち、この方法は無機＃ｌｌ維原料を溶融炉で溶融し、
その炉底のノズルから垂直に流出させ、この溶融組成物
流を溶融炉の下方に設置させた高速で回転する回転盤の
周縁部全周に亘り放射状に刻まれかつガラス状組成物層
で被服された溝の部分に落下させ同時に前記回転盤の径
内側Ｊ一方に設けられたバーナーからの燃焼ガスを回転
盤の周縁部に放射状に排出させ前記溝部の湿炭を保持調
整し、落下した溶融組成物流を回転盤の遠心力でその周
辺に投射して繊維状に細長化するもので、高温度でも好
適に繊維化を行なうことを可能としたものである。

上記方法において、回転盤の回転数は３０００ｒ、ｐ、
＋ｗ以上で運転されるが、繊維径を細くシ。

更に繊維長の長いものを得るため８０００〜１５０００
ｒ、ｐｇｒａの回転数で行うことが好ましい。

上記誠分濁成を有し、特開昭５８−１８１９３８号公報
に示される装置を用い、１３６０℃以上好ましくは１３
６０〜１５００℃の繊維化温度で製造された耐熱性無機
繊維は、グラスウール状で、無機または有機バインダー
にてフェルト、マット、或はボード状、円筒状に成型す
ることができる。成形体の密度は６　Ｋｇ７ｍ３以−り
のものが得られるが、通常８〜１２０　Ｋｇ／■３の密
度で使用し、特に８〜２４　Ｋｇ／１ｍ３の低密度でも
断熱吸音材として有効に供しうるちので、従来のロック
ウールの３０〜４０　Ｋｇ／ｍ３品と同等以上の性能を
有することがわかった。

即ち、本発明の耐熱性無機繊維は、９００℃の耐熱温度
を有し、２４　Ｋｇ／ｍ３の密度で０．０３４〜０．０
３８ｋｃａｌ／ｍｈ”０　（平均温度７０℃）の熱伝導
率を有するため、熱伝導率においてはグラスウールと同
等以上の性能を有し、ロックウールでは使用困難な低密
度の範囲でも優れた断熱性能を有していることが分る。

また成形体の引張強度は、８〜２４　Ｋｇ／ｍ３の密度
で０．１０〜０．４０Ｋｇ／ｓ＋３の強度を有し、通常
のグラスウール成形体は同密度量で０．０８〜０．３０
の強度を持ち、グラスウールと同等以上の引張強度を有
していることが分る。

次に本実施例及び比較例について行った耐熱性試験、引
張強度試験の結果について示す。

実施例及び比較例の成分組成は第１表に示しである。実
施例１〜４は繊維径４〜１０ＩＬｍの耐熱性無機繊維で
ある。比較例１は市販品ロックウール、比較例２．３は
実施例に準じて製造した繊維であり、２はグラスウール
、３は本発明の組成に近いものである。

第１表 第２表 耐熱性試験では、各繊維をそれぞれ５０ｍｗＸ５０＋ｍ
Ｘ２５ｍｍの形状、嵩密度１００　Ｋｇ／ｓ３に成形し
、これを試料とした。各試料を加熱炉に入れて加熱し、
炉内温度を測定する。試ネ１を所定の温度で４時間保持
し、試料の厚さの収縮率が２％以下に相当する温度をめ
、これを耐熱温度とした。結果を第２表に示す０本実施
例の耐熱温度はいずれも９００℃以上であり、比較例に
比べて高いことがわかる。

引張強度試験では、各ｍｉｓを８．１２．２４Ｋｇ１Ｉ
Ｉ：Ｉの密度で５０−■厚さにフェノール樹脂バインダ
ー（３％）を用いて成形し、これを第１図に示す形状の
試験片に作成した０次に第２図に示すように、試験片の
両端を一対の掴み金具で掴み、毎分０．０１Ｋｇ／ｃ■
２の荷重速度で引張り、試験片が破断したときの荷重を
測定し、単位面積当りの荷重を引張強度とした。結果を
第２表に示す、実施例の引張強度はグラスウールより大
きいことが分る。

また第３図により、本発明品、グラスウール、ロックウ
ールの密度と引張強度との関係を、室温下で試験した結
果を示した。この図から明らかであるように、いずれも
バイングーを添加したものの方が引張強度は大きいこと
が分る。またロックウールは引張強度は小さいが、本発
明品はグラスウールと同等以上の引張強度を有している
ことが分る。

以−１＝述べたように本発明耐熱性無機繊維は、ロック
ウールより優れた耐熱性を有し且つグラスウールと同等
量１−の可撓性及び弾性を有し、その実用上の効果は大
きい。

【図面の簡単な説明】

んだ状態を示した図であり、第３図は、本発明品、グラ
スウール、ロックウールの密度と引張強度との関係を示
した図である。 第３図中の各特性線は である。 ｌ・・・試験片　２・・・掴み金具

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記成分 ５ｉ０２４０〜５０重量％ Ａｌ２Ｏ３１２〜２０ Ｆｅ２０３　’１〜６ ＣａＯ８〜１５ Ｍｇ０　１２〜１８ ８２０．１　１〜４ の組成を有し、１３６０℃以上でｍ雄花された耐熱性無
   機繊維。