KR101531633B1 - A composition for preparing ceramic fiber and a saline soluble ceramic fiber prepared therefrom for heat insulating material at high temperature - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 망목 형성 산화물인 SiO2와 수식 산화물인 CaO를 특정적으로 조절된 비율로 함유하고, 임의로, 추가의 수식 산화물인 MgO, 중간산화물과 융제 역할을 하는 Al2O3, B2O3, Na2O 등을 함유함으로써, 세라믹 섬유의 인공 염류체액에 대한 용해도를 향상시킨 조성물에 관한 것으로, 용융온도가 1400℃ 이상으로 높아 고온단열재용 세라믹 섬유를 제조하기에 적합하며, 고온 사용시에도 내열성, 압축강도 및 복원력 등의 열적/기계적 특성이 우수하고, 고가의 원료성분인 ZrO2를 생략하면서 기존 설비를 그대로 활용하여 용이하게 세라믹 섬유를 제조할 수 있는 등 우수한 경제적 효과까지도 제공하는, 세라믹 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유에 관한 것이다.The present invention contains ceramic fiber composition for preparing and that, more specifically, the mesh forming the oxide in SiO 2 and the modified oxide of CaO on the salt-soluble ceramic fiber for a high temperature insulation material produced therefrom at a rate adjusted to specific, optionally , MgO as an additional modifier oxide, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Na 2 O and the like serving as a middle oxide and a flux, thereby improving the solubility of the ceramic fiber in the artificial salt body fluids. and a melting temperature suitable for higher producing the ceramic fiber for a high temperature insulation above 1400 ℃, while the high temperature also excellent in thermal / mechanical properties such as heat resistance, compression strength and resilience in use and not expensive raw material component, ZrO 2 existing A composition for producing ceramic fiber, which can provide an excellent economic effect such that the ceramic fibers can be easily manufactured by utilizing the facilities as they are, and And a salt-soluble ceramic fiber for a high-temperature insulating material produced therefrom.
Description
본 발명은 세라믹 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 망목 형성 산화물인 SiO2와 수식 산화물인 CaO를 특정적으로 조절된 비율로 함유하고, 임의로, 추가의 수식 산화물인 MgO, 중간산화물과 융제 역할을 하는 Al2O3, B2O3, Na2O 등을 함유함으로써, 세라믹 섬유의 인공 염류체액에 대한 용해도를 향상시킨 조성물에 관한 것으로, 용융온도가 1400℃ 이상으로 높아 고온단열재용 세라믹 섬유를 제조하기에 적합하며, 고온 사용시에도 내열성, 압축강도 및 복원력 등의 열적/기계적 특성이 우수하고, 고가의 원료성분인 ZrO2를 생략하면서 기존 설비를 그대로 활용하여 용이하게 세라믹 섬유를 제조할 수 있는 등 우수한 경제적 효과까지도 제공하는, 세라믹 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유에 관한 것이다.The present invention contains ceramic fiber composition for preparing and that, more specifically, the mesh forming the oxide in SiO 2 and the modified oxide of CaO on the salt-soluble ceramic fiber for a high temperature insulation material produced therefrom at a rate adjusted to specific, optionally , MgO as an additional modifier oxide, Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Na 2 O and the like serving as a middle oxide and a flux, thereby improving the solubility of the ceramic fiber in the artificial salt body fluids. and a melting temperature suitable for higher producing the ceramic fiber for a high temperature insulation above 1400 ℃, while the high temperature also excellent in thermal / mechanical properties such as heat resistance, compression strength and resilience in use and not expensive raw material component, ZrO 2 existing A composition for producing ceramic fiber, which can provide an excellent economic effect such that the ceramic fibers can be easily manufactured by utilizing the facilities as they are, and And a salt-soluble ceramic fiber for a high-temperature insulating material produced therefrom.
일반적으로 무기 섬유는 낮은 열전도율과 가늘고 긴 형상을 가지고 있어, 보온재, 보냉재, 단열재, 방음재, 흡음재 및 필터재 등의 재료로 다양하게 사용되고 있다.In general, inorganic fibers have a low thermal conductivity and elongated shape, and they are widely used as a material such as a heat insulating material, a cold insulating material, a heat insulating material, a sound insulating material, a sound absorbing material and a filter material.
무기 섬유는 내열온도에 따라 크게 유리면(glass wool), 암면(rock wool) 및 세라믹 섬유로 분류되며, 유리면과 암면은 비교적 낮은 내열온도를 가지는 반면 세라믹 섬유는 1000℃ 이상의 고온에서도 3% 이하의 낮은 선수축율을 보이며, 내수성 및 화학적 내구성 또한 우수하다. The inorganic fibers are classified into glass wool, rock wool and ceramic fiber according to the heat resistance temperature. The glass fiber and the rock fiber have a relatively low heat resistance temperature, while the ceramic fiber has a low Exhibits a linear shrinkage, and is also excellent in water resistance and chemical durability.
고온에서 우수한 물성을 가지는 내화성 세라믹 섬유(Refractory Ceramic Fiber: RCF) 로는 안전사용온도가 1100∼1260℃인 Al2O3-SiO2(RCF-AS)계와 안전사용온도가 1430℃인 Al2O3-SiO2-ZrO2(RCF-ASZ)계 섬유가 있다. 이러한 RCF는 내열온도에 있어서 우수한 특성을 나타내므로 고온 단열재용으로 사용된다.Refractory Ceramic Fiber (RCF) with excellent physical properties at high temperature is composed of Al 2 O 3 -SiO 2 (RCF-AS) system with safety operating temperature of 1100 ~ 1260 ℃ and Al 2 O 3 -SiO 2 -ZrO 2 (RCF-ASZ) -based fibers. These RCFs are used for high-temperature insulation since they exhibit excellent properties at heat-resistant temperatures.
미국특허 제2,873,197호 및 미국특허 제4,555,492호는 Al2O3-SiO2계 조성에 일정량의 ZrO2 성분을 첨가한 Al2O3-SiO2-ZrO2계(RCF-ASZ계) 섬유를 개시하고 있으며, 이 섬유의 안전사용온도가 1430℃까지 증가한다고 기술하고 있다. 미국특허 제4,055,434호는 Al2O3-SiO2계 조성에 CaO와 MgO의 원료로서 최고 16%의 하소 백운석(Burned Dolomite)을 첨가한 섬유조성을 개시하고 있으며, 이 섬유는 760∼1100℃의 내열온도를 가지는 것으로 기술하고 있다. 미국특허 제3,687,850호는 SiO2, Al2O3, R2O(알칼리금속 산화물), RO(알칼리토금속 산화물) 및 B2O3로 구성된 섬유 조성에 산을 첨가하여 RO, R2O 및 B2O3 성분을 용해시켜 제조된, SiO2 76∼90%와 Al2O3 4∼8% 함량의 실리카 섬유가 결정질의 석출 없이 1093℃의 내열성을 갖는다고 기술하고 있다. U.S. Patent No. 2,873,197 discloses a and U.S. Patent No. 4,555,492 discloses a Al 2 O 3 -SiO 2 based composition a certain amount of ZrO Al 2 O was added to the second component 3 -SiO 2 -ZrO 2 system (RCF-ASZ-based) fibers And that the safe use temperature of this fiber increases to 1430 ° C. U.S. Patent No. 4,055,434 discloses a fiber composition in which burned dolomite is added up to 16% as a raw material of CaO and MgO to the Al 2 O 3 -SiO 2 composition, and the fiber has heat resistance of 760 to 1100 ° C Temperature. ≪ / RTI > U.S. Patent No. 3.68785 million call is SiO 2, Al 2 O 3, R 2 O ( alkali metal oxide), by adding an acid to the fiber composition consisting of RO (the alkaline earth metal oxide) and B 2 O 3 RO, R 2 O, and B 2 O 3 component, and silica fibers having an SiO 2 content of 76 to 90% and Al 2 O 3 content of 4 to 8% are heat-resistant at 1093 ° C without crystallization.
그러나 상기한 종래의 내화성 단열재용 섬유 조성물들의 경우, 내열성 및 산에 대한 용해 특성은 고려하고 있지만 인공체액과 같은 염류 용액에 대한 용해 특성은 전혀 고려하고 있지 않다. 또한 Al2O3 함량이 4% 이상으로 높아 생리학적 매질에 대해 용해도가 낮은 문제가 야기될 수 밖에 없다.However, in the above-mentioned conventional fiber compositions for refractory insulation, although the heat resistance and the dissolution characteristics to the acid are taken into account, no consideration is given to the dissolution characteristics with salt solutions such as artificial body fluids. In addition, the content of Al 2 O 3 is as high as 4%, which causes problems of low solubility in physiological media.
최근에 보고된 자료에 따르면, 생리학적 매질에 대해 용해도가 낮은 섬유는 파쇄되어 미세한 섬유로 호흡에 의하여 폐에 흡입되어 축적되면 인체에 해를 초래할 수도 있다. 따라서 생리학적 매질에 대한 용해도를 증가시켜 유해 가능성을 최소화하고 동시에 고온 물성을 만족시키기 위한 무기 섬유 조성에 대한 연구가 최근 활발하게 진행되고 있으며, 그에 따라 생리학적인 매질에서 쉽게 용해되도록 개발된 유리섬유 조성의 예로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다:According to recently reported data, fibers with low solubility in physiological media are broken down and are inhaled into the lungs by respiration as microscopic fibers, which can cause harm to the human body. Therefore, researches on the inorganic fiber composition for increasing the solubility to the physiological medium to minimize the possibility of harm and at the same time to satisfy the high-temperature properties have been actively conducted, and accordingly, the glass fiber composition developed to be easily dissolved in the physiological medium Examples of this include:
CaO, P2O5 이외에도 CaF2, ZnO, SrO, Na2O, K2O, Li2O 등이 함유된 생흡수성(Bioabsorbable) 유리섬유 조성[미국특허 제 4,604,097호]; 기존의 소다라임 보로실리케이트(soda-lime borosilicate) 유리섬유 조성에 P2O5 등을 첨가한 섬유조성[국제특허공개 WO92/07801호]; 소다라임 보로실리케이트 조성에서 B2O3 양을 증가시키고 기타 Na2O 등을 첨가한 섬유조성[미국특허 제5,055,428호]. Bioabsorbable glass fiber compositions containing CaF 2 , ZnO, SrO, Na 2 O, K 2 O and Li 2 O in addition to CaO and P 2 O 5 [US Pat. No. 4,604,097]; Fiber composition in which P 2 O 5 or the like is added to the existing soda-lime borosilicate glass fiber composition [International Patent Publication WO92 / 07801]; Fiber composition in which the amount of B 2 O 3 is increased in soda lime borosilicate composition and other Na 2 O is added [US Pat. No. 5,055,428].
그러나 이들 조성은 상대적으로 R2O 성분을 많이 함유하고 있어 내열성이 낮은 단점이 있고, 안전사용온도에 대한 언급이 없거나 실제로는 350℃ 이하에서나 사용가능한 건축용 단열재에 불과하여, 1000℃ 이상의 고온에서의 단열재용 생분해성 재료로는 사용할 수 없다는 한계가 있다.However, these compositions have a disadvantage in that they contain a relatively large amount of R 2 O components and therefore have a low heat resistance, and there is no mention of the safe use temperature, or actually only a building insulation which is usable at 350 ° C. or lower. It can not be used as a biodegradable material for insulating materials.
한국공개특허 제2011-0097010호에서는 SiO2 함량이 75 중량% 이상인 고실리카 영역의 생분해성 세라믹 섬유 조성물을 사용하여 앞서 언급한 선행기술들의 문제점들을 상당 부분 해결하였으나, 이러한 고실리카 영역의 기술은 제조 비용 및 생분해성의 측면에서 여전히 개선의 여지가 있다.Korean Patent Publication No. 2011-0097010 has largely solved the problems of the above-mentioned prior art by using a biodegradable ceramic fiber composition having a SiO 2 content of not less than 75 wt% in a high silica region, There is still room for improvement in terms of cost and biodegradability.
현재까지 개발된 대표적인 세라믹 섬유 조성들은 상기한 바와 같다. 이를 기초로 하여 세라믹 섬유조성상 요구되는 물성을 정리하여 보면 다음과 같다. Representative ceramic fiber compositions developed to date are as described above. The properties required for the ceramic fiber composition are summarized as follows.
섬유조성의 이상적인 점도는 20~100 포아즈(poise) 정도로 낮거나, 기존 SiO2-Al2O3계 조성의 점도와 유사하거나 차이가 크지 않아야 한다. 섬유화 온도에서 점도가 높으면 섬유직경은 커지고 이와 동시에 굵은 미섬유물(Shot)도 많아지며, 반면에 점도가 과도하게 낮으면 섬유가 짧고 가늘어질 뿐만 아니라 미세한 미섬유물(Shot)이 많이 생성된다. The ideal viscosity of the fiber composition should be as low as 20-100 poise, or be similar to or slightly different from the viscosity of conventional SiO 2 -Al 2 O 3 compositions. If the viscosity is high at the fiberization temperature, the fiber diameter becomes large and the coarse fine fiber shots increase, while if the viscosity is excessively low, the fibers become short and thin, and fine fine fiber shots are produced.
세라믹 섬유의 사용 온도는 그 온도에서 수축과 관련되어 있다. 고온에서 낮은 수축율을 가지는 조성의 섬유는 적절한 결정 석출 양과 속도 및 석출온도를 가져야 한다. 또한 고온에 노출된 세라믹 섬유의 인공체액 내에서의 용해도 또한 변화가 적어야 할 것이다. 따라서 인공체액에서의 용해도가 높은 동시에 용융 및 섬유화가 용이하고 고온에서의 열간 선수축율이 적은 조성의 선택이 중요하다.The use temperature of ceramic fibers is related to shrinkage at that temperature. Fibers of a composition having a low shrinkage at high temperature should have an appropriate amount of crystallization, a rate and a precipitation temperature. In addition, the solubility of the ceramic fiber exposed to high temperature in the artificial body fluid should also be small. Therefore, it is important to select a composition which is high in solubility in an artificial body fluid, is easy to melt and fibrillate, and has a low heat shrinkage rate at a high temperature.
또한, 유리면, 미네랄 울 및 세라믹 섬유는 발암물질로 증명된 석면보다는 인공체액에 대해 우수한 용해특성을 가지기 때문에 현재까지 인간에 대한 유해성이 입증된 바는 없다. 비록 동물시험을 통한 독성학적인 시험결과 섬유의 인공체액에 대한 용해도와 동물시험의 유해성 사이에는 일정한 상관관계가 있는 것으로 알려져 있기는 하지만, 100 ng/㎠·hr 이상의 용해속도상수(Kdis) 값을 가지는 섬유는 동물 흡입 시험에서 섬유증(Fibrosis) 또는 종양(Tumor)을 발생시키지 않는다고 보고되어 있다[Inhalation Toxicology, 12:26∼280, 2000, Estimating in vitro glass fiber dissolution rate from composition., Walter Eastes]. 실제로 인공체액을 이용한 생분해성 시험에서 Kdis값은 크게는 ±30%의 오차를 가지므로 적어도 150 ng/㎠·hr 이상의 값을 가져야 생분해성 섬유라고 할 수 있다.In addition, glass surfaces, mineral wool, and ceramic fibers have not been proven to be harmful to humans to date, because they have superior solubility characteristics to artificial body fluids rather than asbestos proven as a carcinogen. Although it is known that there is a certain correlation between the solubility of the fiber in the artificial body fluid and the hazard of the animal test as a result of toxicological tests through animal tests, it has been found that the dissolution rate constant (Kdis) of 100 ng / It has been reported that fibers do not cause fibrosis or tumors in animal inhalation tests [Inhalation Toxicology, 12: 26-280, 2000, Estimating in vitro glass fiber dissolution rate from composition, Walter Eastes]. In fact, the biodegradability test using an artificial body fluid has a Kdis value of ± 30%, which is at least 150 ng / ㎠ · hr, which is biodegradable.
본 발명은 상기한 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 세라믹 섬유의 인공 염류체액에 대한 용해도가 종래 기술 대비 현저히 향상되고, 용융온도가 1400℃ 이상으로 높아 고온단열재용 세라믹 섬유를 제조하기에 적합하며, 고온 사용시에도 내열성, 압축강도 및 복원력 등의 열적/기계적 특성이 우수하고, 고가의 원료성분이 생략가능하며 기존 설비를 그대로 활용하여 용이하게 세라믹 섬유를 제조할 수 있는 조성물 및 그로부터 제조된 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to overcome the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a ceramic fiber for ceramic fiber which is superior in solubility to body fluids of artificial salts compared with the prior art, A composition which is excellent in thermal / mechanical properties such as heat resistance, compression strength and restoring force even when used at a high temperature, can be omitted as an expensive raw material component and can be easily produced by utilizing existing facilities, and a high temperature It is another object of the present invention to provide a salt-soluble ceramic fiber for insulation.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, SiO2 70∼75 중량%, CaO 15∼30 중량%, MgO 0∼12 중량%, Al2O3 0∼2 중량%, B2O3 0~5 중량%, 및 Na2O+K2O 0~3 중량%를 포함하는 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유 제조용 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises 70 to 75 wt% of SiO 2 , 15 to 30 wt% of CaO, 0 to 12 wt% of MgO, 0 to 2 wt% of Al 2 O 3 , 0 to 5 wt% of B 2 O 3 %, And 0 to 3% by weight of Na 2 O + K 2 O. The present invention also provides a composition for preparing a salt-soluble ceramic fiber for high temperature insulation.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물로부터 제조되며, 1) 50 중량% 이하의 미섬유 물질(shot) 함량; 2) 5 ㎛ 이하의 섬유평균입경; 3) 3% 이하의 열간선수축율(1200℃/24시간 유지); 및 4) 200 ng/㎠·hr 이상의 인공체액에 대한 용해속도상수;를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a composition for the production of ceramic fibers according to the present invention, comprising: 1) a fine fiber shot content of 50% by weight or less; 2) average fiber diameter of 5 탆 or less; 3) a thermal shrinkage of less than 3% (1200 占 폚 / 24 hours); And 4) a dissolution rate constant for an artificial body fluid of 200 ng / cm 2 · hr or more.
본 발명에 따른 세라믹 섬유는, 인공 염류체액에 대한 용해도가 200 ng/㎠·hr 이상, 보다 바람직하게는 400 ng/㎠·hr 이상으로 기존의 세라믹 섬유와 비교할 때 월등히 향상되어 인체의 폐에 흡입 시에도 쉽게 용해되어 제거될 수 있어 인체에 대한 유해성을 감소시킴과 동시에 1400℃ 이상의 높은 용융온도, 3% 이하의 낮은 고온 열간선수축율, 및 우수한 고온 물성을 나타내어 고온단열재용으로 특히 적합하며, 고가의 원료성분이 생략가능하고 기존 설비를 그대로 활용하여 용이하게 제조할 수 있어 경제성 또한 우수하다.The ceramic fiber according to the present invention has a solubility of not less than 200 ng / cm < 2 > hr, more preferably not less than 400 ng / cm < 2 > hr in artificial saliva body fluids, It is possible to reduce the harmfulness to the human body and to exhibit a high melting temperature of 1400 DEG C or higher, a low heat-shrinkage ratio of 3% or less, and excellent high-temperature properties, Can be omitted and the existing equipment can be used as it is and the manufacturing cost can be easily manufactured.
이하에서, 본 발명을 염용해성 세라믹 섬유 제조용 조성물의 구성 성분에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the constituents of the composition for preparing a salt-soluble ceramic fiber.
SiO2는 세라믹 섬유의 주성분으로 전체 조성물 중에 70∼75 중량%, 보다 바람직하게는 70~72 중량%가 함유된다. SiO2의 함량이 70 중량% 미만이면 고온단열재용 세라믹 섬유의 가장 기본적인 물성인 내열성이 약화되는 현상이 발생하며, 고온 점도 감소로 인해 미섬유화 비율이 증가하게 되기 때문에 생산성 감소가 발생한다. 반면에 그 함량이 75 중량%를 초과하면 조성물의 섬유화 점도가 상승하여, 섬유 제조시 섬유 직경이 증가하고, 이와 동시에 미섬유화 물질(shot) 발생량이 증가하게 되며 이로 인해 물리적인 특성인 제품 촉감, 인장강도 등에서도 품질저하가 일어난다.SiO 2 is a main component of the ceramic fiber and is contained in an amount of 70 to 75% by weight, more preferably 70 to 72% by weight in the whole composition. If the content of SiO 2 is less than 70% by weight, heat resistance, which is the most basic physical property of the ceramic fiber for high temperature insulation, is weakened. On the other hand, if the content exceeds 75% by weight, the fiberization viscosity of the composition increases, the fiber diameter increases during fiber production, and at the same time, the amount of microfibrillated material shot increases, The quality deteriorates even in the tensile strength and the like.
CaO는 제조된 섬유의 인공체액에 대한 용해도를 우수하게 하기 위한 수식 산화물로서, 전체 조성물 중에 15∼30 중량%, 보다 바람직하게는 21~30 중량%가 함유된다. CaO 함량이 15 중량% 미만이면 섬유의 인공체액에 대한 용해도가 감소되는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하면 섬유 제조시에 석출되는 결정량이 증가하므로 제조된 섬유의 SiO2의 함량이 상대적으로 낮아져서 고온안정성 및 열간선수축율이 커지는 문제가 있다. CaO is a modified oxide for improving the solubility of the produced fiber in an artificial body fluid, and it is contained in an amount of 15 to 30% by weight, more preferably 21 to 30% by weight in the whole composition. If the CaO content is less than 15% by weight and the problem of solubility is reduced to the physiological saline solution of the fiber, and if it exceeds 30% by weight, so increasing the amount of crystals to be precipitated at the time of fiber production is lowered as the content of SiO 2 of the produced fiber relative There is a problem that the high-temperature stability and the thermal shrinkage ratio become large.
본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물은 MgO를 0∼12 중량% 포함한다. 즉, 본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물은, 제조된 섬유의 인공체액에 대한 용해도를 더욱 우수하게 하기 위하여, 다른 수식 산화물로서 MgO를 12 중량% 이하(예컨대, 0.1~12 중량%, 보다 바람직하게는 0.5~7 중량%)의 양으로 더 포함할 수 있다. 전체 조성물 중에 MgO의 함량이 12 중량%를 초과하면 디옵사이드(Diopside)와 월라스토나이트(Wollastonite)의 공융점 영역에 가까워져 섬유화 점도가 상승하고 섬유 용융온도가 낮아지는 문제가 있다. 본 발명의 조성물에 있어, MgO 성분으로서 순수 화합물을 대신하여 백운석, 규회석, 석회석 등 비교적 저렴하게 구입이 가능한 원료를 사용하여도 무방하다.The composition for preparing ceramic fibers of the present invention contains 0 to 12 wt% of MgO. That is, in order to further improve the solubility of the produced fibers in the artificial body fluid, the composition for preparing ceramic fibers of the present invention may contain 12% by weight or less (for example, 0.1 to 12% by weight, 0.5 to 7% by weight). If the content of MgO exceeds 12% by weight in the total composition, the fiber becomes closer to the eutectic point region of Diopside and Wollastonite to increase the fiberization viscosity and lower the fiber melting temperature. In the composition of the present invention, it is also possible to use, as a MgO component, a raw material which can be purchased at relatively low cost, such as dolomite, wollastonite, and limestone instead of a pure compound.
본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물은 Al2O3를 0∼2 중량% 포함한다. 즉, 본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물은, 고온 용융과정에서 SiO2의 결합구조를 끊는 융제 역할 및 세라믹 섬유 제조에 적합한 점도 조절을 위하여, 중간 산화물로서 Al2O3를 2 중량% 이하(예컨대, 0.1~2 중량%, 보다 바람직하게는 1~2 중량%)의 양으로 더 포함할 수 있다.The composition for preparing ceramic fibers of the present invention contains 0 to 2 % by weight of Al 2 O 3 . That is, the ceramic fiber for manufacturing a composition of the present invention, for viscosity control suitable for flux roles and ceramic fiber manufacturing breaking a coupling structure of SiO 2 in the high-temperature melting process, 2 wt% of Al 2 O 3 as the intermediate oxide or less (e. G. 0.1 to 2% by weight, more preferably 1 to 2% by weight).
전체 조성물 중에 Al2O3의 함량이 2 중량%를 초과하면 섬유의 인공체액에 대한 용해도가 감소되고 동시에 내열온도가 저하되는 문제가 있다.If the content of Al 2 O 3 is more than 2% by weight in the total composition, there is a problem that the solubility of the fiber in the artificial body fluid decreases and the heat resistance temperature is lowered.
본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물은 B2O3를 0~5 중량%, Na2O+K2O를 0~3 중량% 포함한다. 즉, 본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물은, 세라믹 섬유의 제조공정에서 섬유화 점도를 낮춰 생산성을 향상시키고, 미섬유화 비율을 낮추며, 제조된 섬유의 염류 인공체액에 대한 용해성을 더욱 향상시키기 위하여, 저융점 유리형성 산화물로서 B2O3를 5 중량% 이하(예컨대, 0.1~5 중량%, 보다 바람직하게는 0.5~1 중량%)의 양으로, Na2O 또는 K2O 또는 양자 모두를 합계 3 중량% 이하(예컨대, 0.05~3 중량%, 보다 바람직하게는 0.1~1 중량%)의 양으로 각각 더 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 전체 조성물 중 B2O3+Na2O+K2O의 양이 0.1∼5 중량%(보다 바람직하게는 0.5~2 중량%)일 수 있다.The composition for preparing a ceramic fiber of the present invention contains 0 to 5% by weight of B 2 O 3 and 0 to 3 % by weight of Na 2 O + K 2 O. That is, the composition for producing a ceramic fiber of the present invention is a composition for improving the productivity by lowering the fiberization viscosity in the production process of the ceramic fiber, lowering the ratio of the microfibrillated fiber and further improving the solubility of the prepared fiber in the salt artificial body fluid, The amount of B 2 O 3 as the glass forming oxide is 5 wt% or less (for example, 0.1 to 5 wt%, more preferably 0.5 to 1 wt%), Na 2 O or K 2 O, (For example, 0.05 to 3% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight) based on the total weight of the composition. According to a preferred embodiment of the present invention, the amount of B 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O in the total composition may be 0.1 to 5 wt% (more preferably 0.5 to 2 wt%).
한편 본 발명에 따른 세라믹 섬유 제조용 조성물에는, 사용되는 원료에 따라 TiO2, Fe2O3과 같은 성분들이 불순물로서 포함될 수 있으나, 그 양을 전체 조성물 중에 1 중량% 이하의 수준으로 유지하면, 그로 인해 섬유의 물성이 저하되지는 않는다. 또한, 본 발명에 따른 세라믹 섬유 제조용 조성물은 상기한 성분들만으로도 현저히 우수한 생분해성 및 고온 물성을 갖는 세라믹 섬유를 제공할 수 있기 때문에, 기존에 통상적으로 사용되어온 고가의 원료성분들(예컨대, ZrO2)을 생략할 수 있다.In the composition for preparing ceramic fiber according to the present invention, components such as TiO 2 and Fe 2 O 3 may be included as impurities according to the raw material to be used, but if the amount thereof is maintained at 1 wt% or less in the total composition, So that the physical properties of the fiber are not deteriorated. In addition, since the composition for preparing ceramic fibers according to the present invention can provide ceramic fibers having remarkably excellent biodegradability and high temperature physical properties even with the above-mentioned components alone, expensive raw material components conventionally used (for example, ZrO 2 ) Can be omitted.
본 발명에 따른 세라믹 섬유 제조용 조성물을 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 상기한 성분들을 상기 함량범위로 사용하여 통상의 세라믹 섬유용 조성물을 제조하는 방법에 의해 제조가능하다. 예컨대 전기 용융공법과 같은 방법으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.There is no particular limitation on the method of preparing the composition for preparing ceramic fibers according to the present invention, and the composition can be manufactured by a method for producing a composition for ordinary ceramic fibers using the above-mentioned components in the above-mentioned content range. For example, an electric melting method, but the present invention is not limited thereto.
구체적으로, 세라믹 섬유용 조성물 제조는 삼상 전극봉을 이용한 전기 통전 방식의 용융공법이 적용될 수 있으며, 전극봉 및 출탕구의 재질은 몰리브데늄으로 구성될 수 있다. 이러한 용융공법을 통하여 전기 저항 가열을 유도하며, 이를 통하여 통상 2000℃ 이상의 고온용융이 가능하다.Specifically, in the production of the ceramic fiber composition, an electric conduction type melting method using a three-phase electrode rod can be applied, and the material of the electrode rod and the tapping gate can be composed of molybdenum. Through this melting process, electrical resistance heating is induced, and it is possible to melt at a high temperature of usually 2000 ° C or more.
본 발명의 섬유 제조용 조성물을 섬유화하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 종래 의 섬유화 방법, 예컨대 블로잉법 또는 스피닝법을 적용할 수 있다. 이러한 섬유화 방법을 적용하는데 있어 섬유 제조용 조성물에 요구되는 점도범위는 20∼100 포아즈(poise)가 바람직하다. 용융물의 점도는 온도와 해당 조성의 함수로서, 동일 조성을 가지는 용융물의 점도는 온도에 의존하게 된다. 섬유화시 용융액의 온도가 높을 경우 점도가 낮아지고 반대로 섬유화 온도가 낮을 경우에는 점도가 높아지게 되어 섬유화에 영향을 준다. 만일, 섬유화 온도에서 섬유조성물의 점도가 너무 낮을 경우 생성된 섬유의 길이가 짧고 가늘 뿐만 아니라 미세한 미섬유 물질(shot)이 많이 생성되어 섬유화 수율이 낮아지고, 또한 너무 높을 경우에도 섬유의 직경이 큰 섬유가 형성되고 굵은 미섬유 물질(shot)이 증가하는 문제가 있다.There is no particular limitation on the method of fiberizing the composition for fiber production of the present invention, and conventional fiberization methods such as blowing or spinning can be applied. In applying the fibrosis method, a viscosity range of 20 to 100 poise is desirable for the composition for fiber production. The viscosity of the melt is a function of the temperature and the composition, and the viscosity of the melt with the same composition depends on the temperature. When the temperature of the melt is high, the viscosity is low. On the contrary, when the temperature of the melt is low, the viscosity is high, which affects the fiberization. If the viscosity of the fiber composition is too low at the fiberization temperature, the length of the resulting fiber is short and thin, as well as a lot of fine microfibers (shot) are produced and the yield of fiberization is low. There is a problem that the fibers are formed and the thick fine fiber material (shot) increases.
상기 설명한 바와 같은 본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물로부터 제조된 세라믹 섬유는, 바람직하게는 1) 50 중량% 이하(예컨대 0.01 또는 그 이하 내지 50 중량%)의 미섬유 물질(shot) 함량; 2) 5 ㎛ 이하(예컨대 2~5 ㎛)의 섬유평균입경; 3) 3% 이하(예컨대 0.001 또는 그 이하 내지 3%)의 열간선수축율(1200℃/24시간 유지); 및 4) 200 ng/㎠·hr 이상(예컨대 200 내지 1000 ng/㎠·hr 또는 그 이상, 보다 바람직하게는 400 ng/㎠·hr 이상)의 인공체액에 대한 용해속도상수;를 모두 만족시킬 수 있으며, 따라서 고온단열재용으로 특히 적합하고 우수한 염용해성을 나타낸다. 또한 종래 세라믹 섬유 제조공정을 그대로 사용하여 제조할 수 있으므로 경제적이다.The ceramic fibers produced from the composition for making ceramic fibers of the present invention as described above preferably have 1) a fine fiber shot content of 50% by weight or less (e.g. 0.01 or less to 50% by weight); 2) an average fiber diameter of 5 탆 or less (for example, 2 to 5 탆); 3) a thermal shrinkage factor of less than 3% (e.g. 0.001 or less to 3%) (1200 占 폚 / 24 hours hold); And 4) a dissolution rate constant for an artificial body fluid of 200 ng / cm 2 · hr or more (for example, 200 to 1000 ng / cm 2 · hr or more, more preferably 400 ng / cm 2 · hr or more) And is therefore particularly suitable for high temperature insulation and exhibits excellent salt solubility. Further, since the conventional ceramic fiber manufacturing process can be used as it is, it is economical.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 세라믹 섬유 제조용 조성물로부터 제조되며, 1) 50 중량% 이하의 미섬유 물질(shot) 함량; 2) 5 ㎛ 이하의 섬유평균입경; 3) 3% 이하의 열간선수축율(1200℃/24시간 유지); 및 4) 200 ng/㎠·hr 이상의 인공체액에 대한 용해속도상수;를 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유가 제공된다.Thus, according to another aspect of the present invention, there is provided a composition for the production of ceramic fibers of the present invention, which comprises: 1) a fine fiber shot content of 50% by weight or less; 2) average fiber diameter of 5 탆 or less; 3) a thermal shrinkage of less than 3% (1200 占 폚 / 24 hours); And 4) a dissolution rate constant for an artificial body fluid of 200 ng / cm 2 · hr or more.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited thereto.
[[ 실시예Example ]]
물성 측정 및 계산Measurement and calculation of physical properties
- 섬유평균입경: 전자현미경을 이용하여 1000배 이상의 고배율로 확대하여 500회 이상 반복 측정하여 평균 섬유입경을 얻었다.- Fiber average particle diameter: An average fiber diameter was obtained by repeatedly measuring 500 times or more by magnifying it at a high magnification of 1000 times or more by using an electron microscope.
- 미섬유 물질 함량: ASTM C892에 따라 측정하였다. 즉, 세라믹 섬유를 1200℃에서 5시간동안 열처리시킨 후 약 10g의 시료를 0.0001g까지 정확히 무게(W0)를 측정하였다. 30 mesh 체에 상기 시료를 담고 고무 막대를 이용하여 눌러서 체를 통과시켰다. 상기의 체에 통과된 것을 다시 차례로 50 mesh, 70 mesh 체를 통과시킨 후 각 체에 남은 입자의 무게(W1)를 측정한 후 다음 수학식 1을 이용하여 미섬유 물질의 함량(Ws)을 계산하였다.- Fibrous material content: measured according to ASTM C892. That is, the ceramic fiber was heat-treated at 1200 ° C. for 5 hours, and the weight (W 0 ) of about 10 g of the sample was accurately measured to 0.0001 g. 30 mesh sieve, and pressed with a rubber rod to pass through the sieve. After passing through the sieve, the weight (W 1 ) of the particles remaining in each of the sieves was passed through a 50 mesh and 70 mesh sieves, and then the content (Ws) of the nonwoven fabric was measured using the following equation Respectively.
[수학식 1][Equation 1]
(상기 수학식 1에서, Ws는 미섬유 물질의 함량을 나타내고, W0는 초기 입자의 무게를 나타내고, W1는 남은 입자의 무게를 나타낸다.)(In the equation 1, Ws represents the content of non-fiber material, W 0 represents the weight of initial particles, W 1 represents the weight of the remaining particles.)
- 제조수율: 일정시간 동안 출탕된 용융물 총량 중에서 섬유화된 총량의 비율을 다음 수학식 2를 이용하여 계산하였다.- Production yield: The ratio of the total amount of fiberized in the total amount of melted water for a certain period of time was calculated using the following equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
제조수율(%) = [섬유화 총량/시간] / [출탕 용융물 총량/시간] × 100 Production yield (%) = [total amount of fibrous material / hour] / [total amount of molten material / hour] × 100
- 열간 선수축율(고온에서의 섬유 길이변화): 섬유 220 g을 0.2% 녹말 용액에서 충분히 해면한 후 300×300 mm 주형에 부어 넣고, 해면된 섬유를 고르게 하여 면 편차를 적게 한 후, 주형 바닥을 통해 배수함으로써 패드를 제조하였다. 상기 패드를 100℃의 오븐에서 24시간 이상 충분히 건조시킨 후 150×100×25 mm의 크기로 절단하여 시편을 제조하고, 백금 또는 세라믹 등의 충분한 내열성을 가진 재료를 이용하여 측정점을 표시한 다음 버어니어 캘리퍼스를 이용하여 측정점 사이의 거리를 면밀히 측정한 후 상기 패드를 노(furnace)에 위치시켜 1200℃에서 24시간 동안 가열한 다음 서서히 냉각시켰다. 상기 냉각된 시편의 측정점 사이의 거리를 측정하여 열처리 전후의 측정결과를 비교하였으며 다음 수학식 3을 이용하여 선수축율을 계산하였다.- Heat shrinkage rate (change in fiber length at high temperature): 220 g of fiber was fully spun in a 0.2% starch solution, poured into a 300 × 300 mm mold, the spun fibers were leveled and the surface deviation was reduced, To prepare a pad. The pad was sufficiently dried for 24 hours or more in an oven at 100 ° C. and cut into a size of 150 × 100 × 25 mm to prepare a specimen. A measurement point was displayed using a material having sufficient heat resistance such as platinum or ceramics, The distance between the measurement points was closely measured using a near caliper. The pad was placed in a furnace, heated at 1200 DEG C for 24 hours, and slowly cooled. The distance between the measured points of the cooled specimen was measured to compare the measured results before and after the heat treatment, and the pre-shrinkage ratio was calculated using the following equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
(상기 수학식 3에서, ℓ0는 시험편 마크 사이의 최소 거리(mm), ℓ1는 시험편 마크 사이의 가열 후의 길이(mm)를 나타낸다.)(In the above equation (3), ℓ 0 represents the minimum distance (mm) between the test piece marks, and ℓ 1 represents the length (mm) after heating between the test piece marks.
- 용융온도: 온도 분포를 조절할 수 있는 온도 구배로를 활용하여 1100~1500℃ 영역의 온도 분포를 갖는 조건으로 구배로를 설정하였다. 열간 선수축율 측정 방식과 동일한 방법으로 세라믹 섬유 패드를 제조하였으며, 제조된 패드는 너비 20mm, 길이 200mm로 제단하여, 1100~1500℃로 유지된 구배로 내부에서 위치하여 24시간 유지하였다. 이러한 고온 열처리 과정 후 용융된 위치를 확인하여, 용융(melting) 온도를 간접적으로 측정하였다.- Melting temperature: Using the temperature gradient that can control the temperature distribution, the gradient was set up with the temperature distribution in the range of 1100 ~ 1500 ℃. Ceramic fiber pads were fabricated in the same manner as the method of measuring the thermal shrinkage ratio. The prepared pads were cut into a width of 20 mm and a length of 200 mm, and were held in a slope maintained at 1100 to 1500 ° C for 24 hours. After the high temperature heat treatment process, the melting point was confirmed and the melting temperature was indirectly measured.
- 인공체액 용해속도상수(Kdis): 제조된 섬유에 대해 아래와 같은 방법으로 인공체액에 대한 용해도를 구하였다. 세라믹 섬유의 체내 생분해성은 인공체액에 대한 섬유의 용해도를 기준으로 평가하는데, 상기 용해도를 기준으로 한 체내 잔류시간을 비교한 후 다음 수학식 4를 이용하여 용해속도상수(Kdis)를 계산하였다.- Solubility constant for artificial body fluid (Kdis): The solubility of artificial body fluids was determined for the prepared fibers in the following manner. The biodegradability of the ceramic fiber was evaluated on the basis of the solubility of the fiber in the artificial body fluid. The dissolution rate constant (Kdis) was calculated using the following equation (4) after comparing the residence time based on the solubility.
[수학식 4]&Quot; (4) "
(상기 수학식 4에서, d0는 초기 평균섬유입경(㎛), ρ는 섬유의 초기밀도(g/cm3), M0는 초기 섬유의 질량(mg), M은 용해되고 남은 섬유의 질량(mg), 그리고 t는 실험시간(hr)을 나타낸다. (In Equation 4, d 0 is the initial average fiber particle size (㎛), ρ the initial density of the fiber (g / cm 3), M 0 is the mass of the initial fiber (mg), M is the mass of the dissolved and the remaining fibers (mg), and t represents the experiment time (hr).
측정 대상 섬유를 플라스틱 필터 지지대로 고정된 0.2 ㎛ 폴리카보네이트 멤브레인 필터(polycarbonate membrane filter) 사이의 얇은 층 사이에 놓고 이 필터 사이로 상기 인공체액을 여과시켜 용해속도를 측정하였다. 실험이 진행되는 동안 계속하여 인공체액의 온도를 37 ℃, 유량을 135 mL/일로 조절하고, CO2/N2(5/95%) 가스를 이용하여 pH를 7.4±0.1로 유지시켰다. 장시간 동안 일어나는 섬유의 용해도를 정확히 측정하기 위하여 섬유를 21일간 침출(leaching)시키면서, 특정 간격(1, 4, 7, 11, 14, 21일)으로 여과된 인공체액을 유도 결합 플라즈마 분석법(ICP, Inductively Coupled Plasma Spectrometer)을 이용해서 용해된 이온들을 분석한 후 이 결과를 이용해서 상기 수학식 4로 용해속도 상수(Kdis)를 구하였다. 섬유의 용해속도를 측정하기 위해 사용한 인공체액(겜블 용액: Gamble solution) 1 L에 들어 있는 조성성분의 함량(g)은 다음 표에 나타낸 바와 같았다.The measured fibers were placed between thin layers between a 0.2 μm polycarbonate membrane filter fixed with a plastic filter support, and the dissolution rate was measured by filtering the artificial body fluid between the filters. During the experiment, the temperature of the artificial body fluid was adjusted to 37 ° C, the flow rate to 135 mL / day, and the pH was maintained at 7.4 ± 0.1 using CO 2 / N 2 (5/95%) gas. In order to accurately measure the solubility of fibers occurring over a long period of time, artificial body fluids filtered at specific intervals (1, 4, 7, 11, 14, 21 days) were subjected to inductively coupled plasma analysis (ICP, And the dissolution rate constant (Kdis) was calculated from the above equation (4). The content (g) of the composition component contained in 1 L of the artificial body fluid (Gamble solution) used for measuring the dissolution rate of the fiber was as shown in the following table.
실시예Example 1~3 및 비교에 1~3 1 to 3 for comparison and 1 to 3 for comparison
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성성분과 함량을 사용하여 삼상 전극봉을 이용한 전기 통전 방식의 용융공법으로 세라믹 섬유 제조용 조성물을 제조한 다음, 기존의 RCF 무기섬유의 제조공정으로 세라믹 섬유를 제조하였다. 비교예 1은 기존 RCF 제품 조성이고, 비교예 2는 기존 1100℃ 용 제품 조성이며, 비교예 3은 기존 1260℃ 용 제품 조성으로 선정하였다.Compositions for preparing ceramic fibers were prepared by an electric conduction method using a three-phase electrode rod using the composition components and contents as shown in Table 1 below, and then ceramic fibers were prepared by a conventional process of producing RCF inorganic fibers. Comparative Example 1 is a conventional RCF product composition, Comparative Example 2 is a product composition for a conventional 1100 ° C, and Comparative Example 3 is a product composition for a conventional 1260 ° C.
제조된 세라믹 섬유에 대하여 측정 및 계산된 섬유평균입경, 미섬유 물질 함량 및 제조 수율을 표 1에 함께 나타내었다.Table 1 shows the measured average fiber diameter, the amount of non-fibrous material, and the yield of the fabricated ceramic fibers.
일반적으로 섬유 평균입경이 크고 단면이 거친 경우 단열효과가 감소될 뿐만 아니라, 취급시 따갑다는 단점을 가지고 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 제조된 섬유의 평균입경은 3.6 ~4.3㎛ 수준으로, 통상 제조되고 있는 상용 세라믹 섬유의 평균입경인 5㎛보다 작기 때문에 양질이라 할 수 있으며, 섬유 평균입경이 작으므로 이를 이용하여 제조된 섬유의 단열효과 역시 보다 우수할 것으로 예상된다. 미섬유 물질 함량을 비교해 보면, 본 발명 실시예의 경우 40~43중량% 수준으로 기준인 50% 함량 이하를 만족시켰다. 또한, 제조 수율 측면에서도 본 발명 실시예의 경우 74~78% 수준으로 기존 세라믹 섬유 제조 수율인 76~80% 과 비교했을 때 동등 수준을 달성할 수 있었다. In general, when the fiber average particle size is large and the cross section is rough, the adiabatic effect is not only reduced but also disadvantageous in handling. However, since the average particle diameter of the fibers produced in the examples of the present invention is in the range of 3.6 to 4.3 탆, which is lower than the average particle diameter of commercially available commercial ceramic fibers of 5 탆, It is anticipated that the insulation effect of the fiber produced using the same will be even better. When comparing the content of the non-fibrous material, the content of the non-fibrous material in the examples of the present invention was 40 to 43% by weight, and the content of 50% or less was satisfied. Also, in terms of the production yield, it was 74 ~ 78% in the case of the examples of the present invention, which is comparable to 76 ~ 80% of the conventional ceramic fiber production yield.
이상의 섬유화 실시예를 통하여, 본 발명에 따르면 미섬유 물질 함량이 50중량% 이하이고, 평균 섬유경이 5㎛ 이하인 세라믹 섬유를 기존 설비로 생산 가능하다는 것을 확인하였다. According to the above-mentioned fibrous examples, it has been confirmed that the present invention can produce ceramic fibers having a fiber content of 50% by weight or less and an average fiber diameter of 5 탆 or less with existing facilities.
다음으로 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 세라믹 섬유들에 대하여 열간 선수축율(1200℃, 24시간), 용융(Melting)온도 및 인공체액에 대한 용해속도상수(Kdis, ng/㎠·hr) 값을 측정 및 계산하여 하기 표 2에 나타내었다. Next, the ceramic fibers prepared in the above Examples and Comparative Examples were subjected to a heat shrinkage rate (1200 ° C., 24 hours), a melting temperature and a dissolution rate constant (Kdis, ng / cm 2 · hr) And the results are shown in Table 2 below.
실시예 1∼3의 세라믹 섬유는 1200℃의 고온에서 24시간 동안 열처리된 후에도 3.0% 미만(1.6∼2.7%)의 낮은 열간 선수축율을 나타내어 요구기준을 만족시켰으며, 용융온도가 모두 1400℃ 이상으로 고온단열재용으로서 적합하였다. 반면, 비교예 2의 경우 용융온도가 실시예 대비 100℃ 이상 감소하였다.The ceramic fibers of Examples 1 to 3 exhibited low heat shrinkage of less than 3.0% (1.6 to 2.7%) even after heat treatment at a high temperature of 1200 ° C for 24 hours, Which is suitable for high temperature insulation. On the other hand, in the case of Comparative Example 2, the melting temperature was decreased by 100 ° C or more compared with the Examples.
생분해성의 기준인 용해 속도 상수의 경우, 실시예 1~3 모두 400 ng/㎠·hr 이상(420~460 ng/㎠·hr)으로 비교예 1 및 3 대비 현저히 우수하였다. 특히, 비교예 1의 경우 기존의 RCF 조성물로서 용해속도 상수가 60 ng/㎠·hr으로 매우 낮아 이 섬유가 분진형태로 인체에 흡입되는 경우에는 분해성이 매우 낮을 것으로 예상된다.
In the case of the dissolution rate constant, which is a criterion of biodegradability, in all of Examples 1 to 3, 400 ng / cm 2 · hr or more (420 to 460 ng / cm 2 · hr) was remarkably superior to Comparative Examples 1 and 3. In particular, in Comparative Example 1, the dissolution rate constant of the conventional RCF composition is as low as 60 ng / cm < 2 > hr and it is expected that the decomposition of this fiber is very low when it is inhaled into the human body in the form of dust.
Claims (6)
하기 1) 내지 4)의 물성들을 모두 만족시키는 것을 특징으로 하는 고온단열재용 염용해성 세라믹 섬유:
1) 50 중량% 이하의 미섬유 물질(shot) 함량;
2) 5 ㎛ 이하의 섬유평균입경;
3) 2.7% 이하의 열간선수축율(1200℃/24시간 유지); 및
4) 400 ng/㎠·hr 이상의 인공체액에 대한 용해속도상수.SiO 2, 70 to 72% by weight CaO, 15 to 26.5% by weight CaO, 3 to 12% by weight MgO, 0.1 to 2% by weight Al 2 O 3 , 0.5 to 1% by weight B 2 O 3 and Na 2 O + K 2 O 0 to 1% by weight,
Soluble solubility ceramic fiber for high temperature insulation material satisfying all of the following properties 1) to 4)
1) a free fiber shot content of up to 50% by weight;
2) average fiber diameter of 5 탆 or less;
3) a thermal shrinkage factor of less than or equal to 2.7% (1200 占 폚 / 24 hours hold); And
4) Dissolution rate constant for artificial body fluid of 400 ng / ㎠ · hr or more.
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