JPS623785B2 - - Google Patents
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- JPS623785B2 JPS623785B2 JP54065599A JP6559979A JPS623785B2 JP S623785 B2 JPS623785 B2 JP S623785B2 JP 54065599 A JP54065599 A JP 54065599A JP 6559979 A JP6559979 A JP 6559979A JP S623785 B2 JPS623785 B2 JP S623785B2
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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
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
- C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱性と紡績性が特にすぐれた無機質
繊維の製造法に関するものである。 石綿、セラミツクフアイバー等バルク状の無機
質繊維を素材としたクロス、テープなどの紡織品
は、長繊維を用いたものに比べ嵩高で保温性が良
く、また目ずれを起し難いため、保温材、防熱
材、或いは保温保冷外装材としてすぐれている。
ところが石綿は人体におよぼす健康上の問題か
ら、近年その使用が制限されるようになつた。一
方セラミツクフアイバーは、耐熱度は1300〜1500
℃と高いものの、原料（高純度珪砂及びアルミ
ナ）の熔融温度が2000℃以上と極めて高く、しか
も融体が繊維化に適する粘度のものとなる温度範
囲が狭いため、繊維化が困難で歩留りが低く（多
量の未繊維化部分を生ずる）、繊維長も短い。さ
らに概して剛直で折れ易いという欠点もある。こ
れらの理由により繊維相互のからみつきが弱いた
め、この繊維を用いて紡織品を製造する場合、梳
綿工程における歩留りが悪く、また最終的に得ら
れる紡織品の強度も低い。 この他、バルク状の無機繊維としては、ロツク
ウールおよびガラスウールがあるが、前者は耐熱
度が600℃程度と低く、柔軟性を欠き、繊維強度
も小さく、繊維長も短い。また後者は耐熱度が約
300℃と、著しく低いものである。したがつて、
これらはいずれも1000℃以上の高温で使用される
紡織品の素材としそそは不適当なものである。 このように、従来バルク状繊維で1000℃以上の
高温に耐える耐熱性と紡績性の両面ですぐれた性
質を併せ持つ無機質繊維は存在しなかつた。 本発明者らは、種々の組成のガラス質物質につ
いて検討を加えた結果、SiO2及びAl2O3を主成分
とし、他にMgO、CaO、ZrO2を特定の比率で含
むものから、紡績性にすぐれ、かつ1000℃以上の
耐熱性を有する繊維が得られる事を見出し、本発
明を完成するに至つたのである。 すなわち、本発明は下記の組成を有するガラス
質物質を溶融して繊維化することを特徴とする耐
熱性繊維の製造法の発明である。 SiO2 40〜60％（重量％。以下同じ） Al2O3 30〜50％ MgO又は（及び）CaO ｘ％ ZrO2 ｙ％ （但しｘ≧１、ｙ≧１で3x＋ｙ＜16である。） このような本発明の方法によつて製造される繊
維は絹様光沢を有し、極めて柔軟であり、長く
（10〜30cm程度のものが容易に得られ、未繊維化
物は僅かである）、強度も大きい。したがつて、
この繊維で紡織品を製造する場合、剪断、引張
り、曲げなどの応力が複雑に作用する梳綿工程に
おいても繊維の切断は極めて少く、高い歩留りで
高強度のスライバーを得ることができる。また耐
熱性も優秀であつて、1000℃以上での連続使用に
耐えることができる。これら製品品質の優秀性に
加え、本発明の方法は、繊維化が非常に容易に、
且つ安定し行われるという特長があるが、これは
原料の溶融温度が低く且つ繊維化適温の幅が広い
（1550〜1650℃）こと及び繊維形成性がすぐれて
いることによるものである。 原料構成成分の一つでも前記特定の範囲を外れ
るときは、繊維化が困難になつたり製品の紡績性
や耐熱性が悪化するなど、好ましくない結果を招
くから、本発明の方法における原料組成は厳密に
守らなければならない。すべての観点から特に好
ましい原料組成は次のとおりである。 SiO2 45〜55％ Al2O3 35〜45％ CaO又は（及び）MgO 1.5〜4.0％ ZrO2 1.5〜７％ （但し前記3x＋ｙ＜16の関係を満足するものとす
る。） なお本発明で用いるガラス質物質は、上記主成
分以外の成分を、約３重量％迄ならば含んでいて
もよい。この“残余成分”としては、原料鉱石の
不純物に由来するものと改質のために特に添加さ
れたものとがあり得るが、本発明の効果を減殺す
ることの少ない残余成分として許容できるもの
は、Ti、Fe、Mn、アルカリ金属、Mg及びCa以
外のアルカリ土類金属などの酸化物である。但し
アルカリ金属酸化物は耐熱性を悪化させる傾向が
強いので、できるだけ少なくすることが望まし
い。 本発明の方法において繊維化するガラス質物質
はこの種のガラス製造によつて容易に製造するこ
とができる。すなわち、前記ガラス組成を実現す
るに必要な鉱石、例えばケイ石、アルミナ、石灰
岩、マグネシアクリンカー、ドロマイト、ジルコ
ンサンド等の混合物を、アーク炉、ガス炉等の加
熱炉中で1700〜1900℃に加熱し容融すればよい。 繊維化はブローイング法、スピナー法、ロータ
ー法等、周知の繊維化法のいずれによつても容易
に行うことができる。 以上のように、本発明の方法によれば高度の耐
熱性及び紡績性を兼備した繊維を高歩留りで容易
に製造することができる。繊維化する原料が比較
的簡単な組成のものであり、またその原料鉱石も
安価なものであるから、全体としての製造コスト
が低いことも本発明による製法の利点である。 以下実施例及び比較例を示して本発明を説明す
る。なお繊維特性の試験法は次のとおりである。 耐熱性（熱収縮率） 直径50mm、高さ100mmの石英円筒に繊維を密
度が0.1ｇ／cm3になるよう充填し、1000℃で24
時間加熱したときの高さ方向の収縮率を測定す
る。 紡績性（梳綿工程歩留り） 梳綿工程における原料繊維投入量に対するス
ライバー取出量の重量100分率を測定する。こ
の歩留りが50％未満の場合は、コスト的に不利
なことはもちろん、スライバー強度が低く、し
たがつて撚糸が困難であるから、到底紡績原料
とはなりえない。 引張り強さ、繊維長 無作為に抽出した20本の単繊維について測定
し、平均値を表示する。 柔軟性 直径80mm、高さ100mmの円筒に密度が0.1ｇ／
cm3になるように繊維を充填し、0.5Kg／cm2の荷
重を加えて１分間経過した時の圧縮率（次式に
よる）を示す。 圧縮率＝〔１−圧縮後の高さ／圧縮後の高さ〕×100 実施例１〜５及び比較例１〜８ 第１表記載のような種々の組成となるようケイ
石、アルミナ、シリコンサンド、マグネシアクリ
ンカー、石灰岩、ドロマイト等を配合した原料混
合物を３相式アーク炉で溶融し、径５mmの細流と
して炉外へ導出し、３段ローター製繊法
（5000rpm）により繊維化した。 得られた繊維の代表的特性値を第１表に示す。 【表】
繊維の製造法に関するものである。 石綿、セラミツクフアイバー等バルク状の無機
質繊維を素材としたクロス、テープなどの紡織品
は、長繊維を用いたものに比べ嵩高で保温性が良
く、また目ずれを起し難いため、保温材、防熱
材、或いは保温保冷外装材としてすぐれている。
ところが石綿は人体におよぼす健康上の問題か
ら、近年その使用が制限されるようになつた。一
方セラミツクフアイバーは、耐熱度は1300〜1500
℃と高いものの、原料（高純度珪砂及びアルミ
ナ）の熔融温度が2000℃以上と極めて高く、しか
も融体が繊維化に適する粘度のものとなる温度範
囲が狭いため、繊維化が困難で歩留りが低く（多
量の未繊維化部分を生ずる）、繊維長も短い。さ
らに概して剛直で折れ易いという欠点もある。こ
れらの理由により繊維相互のからみつきが弱いた
め、この繊維を用いて紡織品を製造する場合、梳
綿工程における歩留りが悪く、また最終的に得ら
れる紡織品の強度も低い。 この他、バルク状の無機繊維としては、ロツク
ウールおよびガラスウールがあるが、前者は耐熱
度が600℃程度と低く、柔軟性を欠き、繊維強度
も小さく、繊維長も短い。また後者は耐熱度が約
300℃と、著しく低いものである。したがつて、
これらはいずれも1000℃以上の高温で使用される
紡織品の素材としそそは不適当なものである。 このように、従来バルク状繊維で1000℃以上の
高温に耐える耐熱性と紡績性の両面ですぐれた性
質を併せ持つ無機質繊維は存在しなかつた。 本発明者らは、種々の組成のガラス質物質につ
いて検討を加えた結果、SiO2及びAl2O3を主成分
とし、他にMgO、CaO、ZrO2を特定の比率で含
むものから、紡績性にすぐれ、かつ1000℃以上の
耐熱性を有する繊維が得られる事を見出し、本発
明を完成するに至つたのである。 すなわち、本発明は下記の組成を有するガラス
質物質を溶融して繊維化することを特徴とする耐
熱性繊維の製造法の発明である。 SiO2 40〜60％（重量％。以下同じ） Al2O3 30〜50％ MgO又は（及び）CaO ｘ％ ZrO2 ｙ％ （但しｘ≧１、ｙ≧１で3x＋ｙ＜16である。） このような本発明の方法によつて製造される繊
維は絹様光沢を有し、極めて柔軟であり、長く
（10〜30cm程度のものが容易に得られ、未繊維化
物は僅かである）、強度も大きい。したがつて、
この繊維で紡織品を製造する場合、剪断、引張
り、曲げなどの応力が複雑に作用する梳綿工程に
おいても繊維の切断は極めて少く、高い歩留りで
高強度のスライバーを得ることができる。また耐
熱性も優秀であつて、1000℃以上での連続使用に
耐えることができる。これら製品品質の優秀性に
加え、本発明の方法は、繊維化が非常に容易に、
且つ安定し行われるという特長があるが、これは
原料の溶融温度が低く且つ繊維化適温の幅が広い
（1550〜1650℃）こと及び繊維形成性がすぐれて
いることによるものである。 原料構成成分の一つでも前記特定の範囲を外れ
るときは、繊維化が困難になつたり製品の紡績性
や耐熱性が悪化するなど、好ましくない結果を招
くから、本発明の方法における原料組成は厳密に
守らなければならない。すべての観点から特に好
ましい原料組成は次のとおりである。 SiO2 45〜55％ Al2O3 35〜45％ CaO又は（及び）MgO 1.5〜4.0％ ZrO2 1.5〜７％ （但し前記3x＋ｙ＜16の関係を満足するものとす
る。） なお本発明で用いるガラス質物質は、上記主成
分以外の成分を、約３重量％迄ならば含んでいて
もよい。この“残余成分”としては、原料鉱石の
不純物に由来するものと改質のために特に添加さ
れたものとがあり得るが、本発明の効果を減殺す
ることの少ない残余成分として許容できるもの
は、Ti、Fe、Mn、アルカリ金属、Mg及びCa以
外のアルカリ土類金属などの酸化物である。但し
アルカリ金属酸化物は耐熱性を悪化させる傾向が
強いので、できるだけ少なくすることが望まし
い。 本発明の方法において繊維化するガラス質物質
はこの種のガラス製造によつて容易に製造するこ
とができる。すなわち、前記ガラス組成を実現す
るに必要な鉱石、例えばケイ石、アルミナ、石灰
岩、マグネシアクリンカー、ドロマイト、ジルコ
ンサンド等の混合物を、アーク炉、ガス炉等の加
熱炉中で1700〜1900℃に加熱し容融すればよい。 繊維化はブローイング法、スピナー法、ロータ
ー法等、周知の繊維化法のいずれによつても容易
に行うことができる。 以上のように、本発明の方法によれば高度の耐
熱性及び紡績性を兼備した繊維を高歩留りで容易
に製造することができる。繊維化する原料が比較
的簡単な組成のものであり、またその原料鉱石も
安価なものであるから、全体としての製造コスト
が低いことも本発明による製法の利点である。 以下実施例及び比較例を示して本発明を説明す
る。なお繊維特性の試験法は次のとおりである。 耐熱性（熱収縮率） 直径50mm、高さ100mmの石英円筒に繊維を密
度が0.1ｇ／cm3になるよう充填し、1000℃で24
時間加熱したときの高さ方向の収縮率を測定す
る。 紡績性（梳綿工程歩留り） 梳綿工程における原料繊維投入量に対するス
ライバー取出量の重量100分率を測定する。こ
の歩留りが50％未満の場合は、コスト的に不利
なことはもちろん、スライバー強度が低く、し
たがつて撚糸が困難であるから、到底紡績原料
とはなりえない。 引張り強さ、繊維長 無作為に抽出した20本の単繊維について測定
し、平均値を表示する。 柔軟性 直径80mm、高さ100mmの円筒に密度が0.1ｇ／
cm3になるように繊維を充填し、0.5Kg／cm2の荷
重を加えて１分間経過した時の圧縮率（次式に
よる）を示す。 圧縮率＝〔１−圧縮後の高さ／圧縮後の高さ〕×100 実施例１〜５及び比較例１〜８ 第１表記載のような種々の組成となるようケイ
石、アルミナ、シリコンサンド、マグネシアクリ
ンカー、石灰岩、ドロマイト等を配合した原料混
合物を３相式アーク炉で溶融し、径５mmの細流と
して炉外へ導出し、３段ローター製繊法
（5000rpm）により繊維化した。 得られた繊維の代表的特性値を第１表に示す。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記の組成を有するガラス質物質を溶融して
繊維化することを特徴とする耐熱性繊維の製造
法： SiO2 40〜60重量％ Al2O3 30〜50重量％ MgO＋CaO ｘ重量％ ZrO2 ｙ重量％ （但しｘ≧１、ｙ≧１で3x＋ｙ＜16である。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6559979A JPS55158151A (en) | 1979-05-29 | 1979-05-29 | Manufacture of heat resistant fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6559979A JPS55158151A (en) | 1979-05-29 | 1979-05-29 | Manufacture of heat resistant fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55158151A JPS55158151A (en) | 1980-12-09 |
| JPS623785B2 true JPS623785B2 (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=13291636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6559979A Granted JPS55158151A (en) | 1979-05-29 | 1979-05-29 | Manufacture of heat resistant fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55158151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02124195U (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-12 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4555492A (en) * | 1983-04-22 | 1985-11-26 | Manville Service Corporation | High temperature refractory fiber |
| US4558015A (en) * | 1983-04-22 | 1985-12-10 | Manville Service Corporation | Chemically resistant refractory fiber |
| US4622307A (en) * | 1985-05-29 | 1986-11-11 | Manville Corporation | Low shrinkage kaolin refractory fiber and method for making same |
| CN101907402B (zh) * | 2010-08-06 | 2012-06-20 | 广州钢铁企业集团有限公司 | 一种铜熔炼炉用吹风管及其制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2873197A (en) * | 1955-01-21 | 1959-02-10 | Carborundum Co | Refractory fibrous material |
| JPS49133625A (ja) * | 1973-04-27 | 1974-12-23 |
-
1979
- 1979-05-29 JP JP6559979A patent/JPS55158151A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2873197A (en) * | 1955-01-21 | 1959-02-10 | Carborundum Co | Refractory fibrous material |
| JPS49133625A (ja) * | 1973-04-27 | 1974-12-23 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02124195U (ja) * | 1989-03-22 | 1990-10-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55158151A (en) | 1980-12-09 |
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