KR20210003199A

KR20210003199A - 무기 섬유

Info

Publication number: KR20210003199A
Application number: KR1020207033564A
Authority: KR
Inventors: 동휘 자오; 브루스 케이 조이토스; 마이클 제이 안드레차크; 제이슨 엠 해밀턴
Original assignee: 유니프랙스 아이 엘엘씨
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2021-01-11
Also published as: CN112154129B; WO2019226450A1; US10882779B2; US20210078898A1; KR102476623B1; EP3784637A1; CA3098445C; US20190360630A1; BR112020024066A2; CA3098445A1; EP3784637A4; JP7221991B2; MX2020012599A; CN112154129A; JP2021525214A

Abstract

하나 이상의 알칼리토류 실리케이트를 포함하는 화합물, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물, 및 임의로 알루미나 및/또는 보리아의 섬유화 생성물을 함유하는 무기 섬유. 원소 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 적합한 양을 알칼리토류 실리케이트 무기 섬유에 포함시키면, VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물이 존재하지 않는 알칼리토류 실리케이트 섬유에 비해서, 섬유 수축이 감소하고, 생리학적 용액 중에서의 생체내 지속성이 감소하며, 기계적 강도가 향상된다. 또한, 무기 섬유의 제조 방법, 및 무기 섬유로부터 제조된 단열재를 사용한 물품의 단열 방법이 제공된다.

Description

무기 섬유

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2018 년 5 월 25 일 출원된 미국 특허 출원 제 15/990,237 호의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 본원에서 참고로 포함된다.

기술분야

열, 전기 또는 음향 절연 재료로서 유용하며, 1260 ℃ 이상의 연속 사용 온도를 갖는 고온 내성 무기 섬유가 제공된다. 고온 내성 무기 섬유는 용이하게 제조 가능하고, 사용 온도에 노출된 후에 낮은 직선 수축을 나타내며, 사용 온도에 지속적으로 노출된 후에 양호한 기계적 강도를 유지하고, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성 (biopersistence) 을 나타낸다.

절연 재료 산업은 생리학적 유체 중에서 지속되지 않는 열, 전기 및 음향 절연 응용 분야에서 섬유를 사용하는 것이 바람직하다고 결정하였다. 즉, 섬유 조성물은 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성 또는 높은 용해도를 나타낸다.

후보 물질이 제안되었지만, 이들 물질의 사용 온도 제한은 고온 내성 섬유가 적용되는 많은 응용 분야를 수용할 만큼 충분히 높지 않았다. 예를 들어, 이러한 낮은 생체내 지속성 섬유는 내화성 세라믹 섬유의 성능과 비교하여, 1000 ℃ 내지 1500 ℃ 의 범위의 사용 온도에 노출될 때, 사용 온도에서 높은 수축 및/또는 감소된 기계적 강도를 나타낸다.

고온 내성의, 낮은 생체내 지속성 섬유는 절연되는 물품에 효과적인 열 보호를 제공하기 위해서, 예상되는 노출 온도에서 및 예상되는 사용 온도에 장기간 또는 지속적으로 노출된 후에, 최소의 수축을 나타내야 한다.

절연에 사용되는 섬유에서 중요한 수축 특성으로 표현되는 바와 같은 온도 내성 외에도, 섬유는 또한 사용 온도에 노출되는 동안에 및 노출된 후에 기계적 강도 특성을 가지는 것이 요구되며, 이로써 섬유는 사용시에 이의 구조적 완전성 및 절연 특성을 유지하는 것이 가능하다. 섬유의 기계적 완전성의 한가지 특징은 압축 회복이다. 압축 회복은 무기 섬유 물질로부터 제조된 시험 패드를 선택된 기간 동안 시험 온도로 소성시킴으로써 측정할 수 있다. 그 후, 소성된 시험 패드를 이들의 초기 두께의 절반으로 압축시키며, 반등한다. 반등의 양은 패드의 압축된 두께의 % 회복으로서 측정한다.

원하는 성분의 섬유화 가능한 용융물로부터 용이하게 제조 가능한 개선된 무기 섬유 조성물을 제조하는 것이 바람직하며, 이것은 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타내고, 1260 ℃ 이상, 예컨대 1400 ℃ 이상의 사용 온도에 노출되는 동안에 및 노출된 후에 낮은 수축을 나타내며, 예상되는 사용 온도에 노출된 후에 낮은 취성을 나타내고, 1260 ℃ 이상, 예컨대 1400 ℃ 이상의 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지한다.

무기 섬유가 1260 ℃ 이상의 고온에 노출될 때 개선된 열 안정성을 나타내는 고온 내성 알칼리토류 실리케이트 섬유가 제공된다. 원소 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 적합한 양을 알칼리토류 실리케이트 무기 섬유에 포함시키면, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물이 존재하지 않는 알칼리토류 실리케이트 섬유에 비해서, 섬유 수축이 감소하고, 기계적 강도가 향상되는 것으로 밝혀졌다. 상기 섬유는 생리학적 용액 중에서 낮은 생체내 지속성, 감소된 직선 수축, 및 예상되는 사용 온도에 노출된 후에 개선된 기계적 강도를 나타낸다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 하나 이상의 알칼리토류 실리케이트, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물을 포함하는 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물, 및 1 중량 % 이하의 칼시아 (calcia) 의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 및 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 산화 망간, 및 1 중량 % 이하의 칼시아의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 및 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 산화 코발트, 및 1 중량 % 이하의 칼시아의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 및 산화 망간 또는 산화 코발트 중 하나 이상의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 칼시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 칼시아, 알루미나, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 칼시아, 알루미나, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 칼시아, 알루미나, 산화 철, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다.

특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 칼시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 칼시아, 및 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 칼시아, 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 칼시아, 및 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 칼시아, 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하며, 알칼리 금속 산화물은 실질적으로 포함하지 않는다. 특정한 구현예에 따르면, 무기 섬유는 실리카, 칼시아, 및 산화 망간 또는 산화 코발트 중 하나 이상의 섬유화 생성물을 포함한다.

값의 범위가 본 명세서에서 기재될 때, 이것은 종점을 포함한 범위 내의 임의의 및 모든 값이 개시된 것으로 간주되어야 함을 의도하는 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, "65 내지 86 범위의 실리카" 는 65 와 86 사이의 연속체를 따라 가능한 각각의 및 모든 수를 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 본 발명자는 범위 내의 임의의 및 모든 값이 특정된 것으로 간주되어야 함을 인정하고 이해하며, 또한 본 발명자는 전체 범위 및 범위 내의 모든 값을 소유한다는 것을 이해해야 한다.

본 명세서에 있어서, 값과 관련하여 사용되는 용어 "약" 은 언급된 값을 포함하며, 문맥에서 지시하는 의미를 가진다. 예를 들어, 이것은 적어도 특정한 값의 측정과 관련된 오차의 정도를 포함한다. 당업자는 용어 "약" 은, 언급된 값의 "약" 의 양이 본 발명의 조성물 및/또는 방법에서 원하는 정도의 효과를 생성하는 것을 의미하기 위해 본원에서 사용된다는 것을 이해할 것이다. 당업자는 하나의 구현예에서의 임의의 성분의 백분율, 양 또는 수량의 값에 관한 "약" 의 범위 및 경계가, 값을 변화시키고, 각각의 값에 대한 조성물의 효능을 결정하고, 본 발명에 따른 원하는 정도의 효능을 갖는 조성물을 생성하는 값의 범위를 결정함으로써, 결정될 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다. 용어 "약" 은, 조성물이 조성물의 효능 또는 안전성을 변경하지 않는 다른 물질의 미량의 성분을 함유할 수 있다는 가능성을 반영하기 위해서 또한 사용된다.

본 명세서에 있어서, 용어 "실질적으로" 는, 확인된 특성 또는 상황을 측정 가능하게 손상시키지 않을 정도로 충분히 작은 편차의 정도를 지칭한다. 일부 경우에 있어서, 허용 가능한 정확한 편차의 정도는 특정한 상황에 따라 달라질 수 있다. 문구 "실질적으로 없는" 은, 조성물이, 섬유 용융물에 의도적으로 첨가되지 않지만, 섬유가 제조되는 원료 출발 물질에 존재할 수 있는 미량의 불순물보다 많은 임의의 양을 제외한다는 것을 의미한다. 특정한 구현예에 있어서, 문구 "실질적으로 없는" 은, 조성물이 상기 성분을 제외한다는 것을 의미한다.

본원에 개시된 조성의 중량 % 는 섬유의 총 중량을 기준으로 한다. 당업자는 섬유의 총 중량 % 가 100 % 를 초과할 수 없다는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 당업자는 65 중량 % 내지 86 중량 % 의 실리카, 14 중량 % 내지 35 중량 % 의 마그네시아, 0.1 중량 % 내지 5 중량 % 의 칼시아, 및 0.1 중량 % 내지 2 중량 % 의 산화 망간을 포함하는 섬유 조성물이 100 % 를 초과하지 않을 것임을 쉽게 인식하고 이해할 것이다. 당업자는 실리카 및 마그네시아의 양이 섬유의 100 중량 % 를 초과하지 않으면서, 원하는 양의 실리카, 마그네시아, 칼시아 및 산화 망간을 포함하도록 조정될 것임을 이해할 것이다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 칼시아, 및 0 중량 % 초과 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 74 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 74 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 15 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 74 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 15 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 76 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 14 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 17 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 75 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 18 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 18 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 8 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 8 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 8 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 8 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 8 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간, 및 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 74 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 76 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 30 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 74 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 76 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 73 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 14 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 17 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함한다.

개시된 구현예 중 어느 하나에 따르면, 무기 섬유는 점도 조절제를 추가로 포함할 수 있다. 점도 조절제는 용융물의 주요 성분을 공급하는 원료에 존재할 수 있거나, 또는 적어도 부분적으로, 별도로 첨가될 수 있다. 특정한 예시적인 구현예에 따르면, 점도 조절제는 알루미나, 보리아 및/또는 지르코니아에서 선택될 수 있다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 무기 섬유는 약 75 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 15 중량 % 내지 약 25 중량 % 의 마그네시아, 및 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하며, 상기 산화 망간 및/또는 산화 코발트의 양은 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 %, 약 0.1 중량 % 내지 약 8 중량 %, 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 %, 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 %, 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 %, 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 %, 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 %, 약 0.5 중량 % 내지 약 10 중량 %, 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 %, 약 0.5 중량 % 내지 약 4 중량 %, 약 0.5 중량 % 내지 약 3 중량 %, 약 0.75 중량 % 내지 약 10 중량 %, 약 0.75 중량 % 내지 약 5 중량 %, 약 0.75 중량 % 내지 약 4 중량 %, 약 1 중량 % 내지 약 10 중량 %, 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 %, 약 1 중량 % 내지 약 4 중량 %, 약 1.25 중량 % 내지 약 10 중량 %, 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 %, 약 1.25 중량 % 내지 약 4 중량 %, 약 1.5 중량 % 내지 약 10 중량 %, 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 %, 약 1.5 중량 % 내지 약 4 중량 % 에서 선택될 수 있다.

무기 섬유의 기재된 구현예의 모두와 관련하여, 주어진 섬유 조성물은 의도된 칼시아 첨가물을 0 중량 % 초과 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 7.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 7 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 6.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 5.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 4.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 4 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 3.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 3 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 2.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 2 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 1.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 1 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 0.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 0.25 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 9 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 7.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 7 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 6.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 5.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 4.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 3.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 2.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 1.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 1 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 0.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 0.25 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 9 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 7.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 7 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 6.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 5.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 4.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 3.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 2.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 1.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 1 중량 % 의 양으로, 약 1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 1.5 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 2 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 2.5 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 3 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 3.5 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 4 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 1 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 1.5 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 2 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 2.5 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 3 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 3.5 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 4 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 또는 약 5 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로 함유할 수 있다.

무기 섬유의 기재된 구현예의 모두와 관련하여, 주어진 섬유 조성물은 알루미나를 0 중량 % 초과 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 7.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 7 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 6.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 5.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 4.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 4 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 3.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 3 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 2.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 2 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 1.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 1 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 0.5 중량 % 의 양으로, 0 중량 % 초과 내지 약 0.25 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 4.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 3.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 2.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 1.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 1 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 0.5 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 0.1 중량 % 내지 약 0.25 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 9 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 7.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 7 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 6.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 6 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 5.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 4.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 4 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 3.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 2.5 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 2 중량 % 의 양으로, 약 0.5 중량 % 내지 약 1.5 중량 % 의 양으로, 또는 약 0.5 중량 % 내지 약 1 중량 % 의 양으로 함유할 수 있다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 고온 내성 무기 섬유는 1260 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 5 % 이하의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 고온 내성 무기 섬유는 1300 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 5 % 이하의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 고온 내성 무기 섬유는 1350 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 5 % 이하의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 고온 내성 무기 섬유는 1400 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 5 % 이하의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 고온 내성 무기 섬유는 1450 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 5 % 이하의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 고온 내성 무기 섬유는 1500 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 5 % 이하의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 1400 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 10 % 미만의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타내는 고온 내성 무기 섬유가 제공된다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 1450 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 10 % 미만의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타내는 고온 내성 무기 섬유가 제공된다.

개시된 무기 섬유 조성물 중 어느 하나에 따르면, 1500 ℃ 이상의 사용 온도에 24 시간 동안 노출될 때 10 % 미만의 직선 수축을 나타내고, 사용 온도에 노출된 후에 기계적 완전성을 유지하며, 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타내는 고온 내성 무기 섬유가 제공된다.

또한, (1) 실리카, 마그네시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물, 임의로 알루미나 및/또는 보리아를 포함하는 성분의 용융된 용융물을 형성하는 단계, 및 (2) 상기 성분의 용융된 용융물로부터 섬유를 형성하는 단계를 포함하는, 상기에서 기술한 예시적인 구현예 중 어느 하나의 무기 섬유의 제조 방법이 제공된다.

특정한 구현예에 따르면, (1) 실리카, 마그네시아, 및 산화 망간 및/또는 산화 코발트 중 하나 이상, 임의로 알루미나 및/또는 보리아를 포함하는 성분의 용융된 용융물을 형성하는 단계, 및 (2) 상기 성분의 용융된 용융물로부터 섬유를 형성하는 단계를 포함하는, 상기에서 기술한 예시적인 구현예 중 어느 하나의 무기 섬유의 제조 방법이 제공된다.

상기 섬유의 제조 방법은 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 및 산화 망간 및/또는 산화 코발트 중 하나 이상을 포함하는 성분의 용융된 용융물을 형성하는 단계, 및 상기 성분의 용융된 용융물로부터 섬유를 형성하는 단계를 포함한다.

무기 섬유의 제조 방법의 몇가지 특정한 예시적인 구현예를 상기 본원에서 언급하였지만, 본원에 개시된 섬유 조성물의 임의의 양의 원료 성분이 상기 섬유의 제조 방법에서 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다.

또한, 개시된 예시적인 구현예 중 어느 하나의, 복수의 현재 개시된 고온 내성의 낮은 생체내 지속성 무기 섬유로부터 제조된 섬유질 단열재로 물품을 단열시키는 방법이 제공된다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 상기 방법은 단열되는 물품 위에, 내부에, 근처에, 또는 주위에, 실리카, 마그네시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함하는 개시된 무기 섬유 중 복수의 어느 하나를 포함하는 단열 재료를 배치하는 것을 포함한다.

특정한 예시적인 구현예에 따르면, 상기 방법은 단열되는 물품 위에, 내부에, 근처에, 또는 주위에, 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 0 중량 % 초과 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 칼시아, 및 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물의 섬유화 생성물을 포함하는 복수의 무기 섬유를 포함하는 단열 재료를 배치하는 것을 포함한다.

또한, 블랭킷, 블록, 보드, 코킹 조성물, 시멘트 조성물, 코팅, 펠트, 매트, 성형 가능한 조성물, 모듈, 종이, 펌핑 가능한 조성물, 퍼티 조성물, 시이트, 탬핑 혼합물, 진공 캐스트 형상, 진공 캐스트 형태, 또는 직조 직물 (예를 들어, 비제한적으로, 브레이드, 천, 직물, 로프, 테이프, 슬리빙, 위킹) 의 형태로, 상기에서 기술한 예시적인 구현예 중 어느 하나의 복수의 무기 섬유를 포함하는 무기 섬유 함유 물품이 제공된다.

유리 조성물이 만족스러운 고온 내성 섬유 제품을 제조하기 위한 실행 가능한 후보가 되기 위해서는, 제조되는 섬유는 제조 가능하고, 생리학적 유체 중에서 충분히 가용성이며 (즉, 낮은 생체내 지속성을 가짐), 높은 서비스 온도에 노출되는 동안에 최소의 수축 및 기계적 완전성의 최소의 손실로 고온에서 생존할 수 있어야 한다.

본 발명의 무기 섬유는 생리학적 유체 중에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다. 생리학적 유체 중에서 "낮은 생체내 지속성" 은, 무기 섬유가 생체외 시험 동안에 모의 폐액 (simulated lung fluid) 과 같은 이러한 유체에 적어도 부분적으로 용해된다는 것을 의미한다. 생체내 지속성은, 인간의 폐에서 발견되는 온도 및 화학적 조건을 시뮬레이션하는 조건하에서 섬유로부터 질량이 손실되는 속도 (ng/㎠-hr) 를 측정함으로써 시험할 수 있다. 이 시험은 대략 0.1 g 의 탈-샷 섬유 (de-shotted fiber) 를 50 ml 의 모의 폐액 ("SLF") 에 6 시간 동안 노출시키는 것으로 이루어진다. 전체 시험 시스템은 인체의 온도를 시뮬레이션하기 위해서 37 ℃ 에서 유지한다.

SLF 가 섬유에 노출된 후, 유도 결합 플라즈마 분광법을 사용하여 유리 성분을 수집하고 분석한다. 또한, "블랭크" SLF 샘플을 측정하고 사용하여, SLF 에 존재하는 원소에 대해 보정한다. 이 데이터를 수득하면, 연구의 시간 간격에 걸쳐 섬유가 질량을 잃은 속도를 계산하는 것이 가능하다.

모의 폐액에서의 섬유의 용해 속도를 측정하기 위해서, 대략 0.1 g 의 섬유를, 37 ℃ 로 가온시킨 모의 폐액을 함유하는 50 ml 의 원심 분리 튜브에 넣는다. 이어서, 이것을 6 시간 동안 진탕 배양기에 넣고, 분 당 100 사이클로 교반한다. 시험이 종료되면, 튜브를 원심 분리하고, 용액을 60 ml 시린지에 붓는다. 이어서, 용액을 0.45 ㎛ 필터를 통과시켜 임의의 입자를 제거하고, 유도 결합 플라즈마 분광 분석을 사용하여 유리 성분에 대해 시험한다. 이 시험은 거의 중성 pH 용액 또는 산성 용액을 사용하여 수행할 수 있다. 구체적인 용해 속도 표준은 존재하지 않지만, 100 ng/㎠-hr 을 초과하는 용해 값을 갖는 섬유는 비-생체내 지속성 섬유를 나타내는 것으로 간주된다. 본 발명의 섬유 조성물의 내구성을 시험하기 위해서 사용된 모의 폐액에 대한 조성물은 다음과 같다:

대략 18 리터의 탈이온수에, 상기 시약을 상기 표에 나타낸 양으로 순차적으로 첨가한다. 혼합물을 탈이온수로 20 리터로 희석시키고, 내용물을 자석 교반 막대 또는 다른 적합한 수단으로 15 분 이상 동안 계속 교반한다.

"점도" 는 유동 응력 또는 전단 응력에 저항하는 유리 용융물의 능력을 지칭한다. 점도-온도 관계는 주어진 유리 조성물을 섬유화하는 것이 가능한 지의 여부를 결정하는데 중요하다. 최적의 점도 곡선은 섬유화 온도에서 낮은 점도 (5-500 poise) 를 가질 것이며, 온도가 감소함에 따라 점진적으로 증가할 것이다. 용융물이 섬유화 온도에서 충분히 점성이 아닌 (즉, 너무 묽은) 경우, 그 결과는 높은 비율의 섬유화되지 않은 물질 (샷) 을 갖는, 짧고, 얇은 섬유이다. 용융물이 섬유화 온도에서 너무 점성인 경우, 생성된 섬유는 매우 거칠고 (높은 직경), 짧다.

점도는 용융 화학에 따라 달라지며, 이것은 또한 점도 조절제로서 작용하는 원소 또는 화합물에 의해 영향을 받는다. 점도 조절제는 섬유가 섬유 용융물로부터 취입되거나 또는 방적되는 것을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 점도 조절제는 유형 또는 양에 따라, 취입된 또는 방적된 섬유의 용해도, 내수축성 또는 기계적 강도에 악영향을 미치지 않는 것이 바람직하다.

정의된 조성의 섬유가 허용 가능한 품질 수준으로 용이하게 제조될 수 있는 지의 여부를 시험하는 하나의 접근법은, 실험적 화학의 점도 곡선이 용이하게 섬유화될 수 있는 공지의 제품의 점도 곡선과 일치하는 지의 여부를 결정하는 것이다. 점도-온도 프로파일은 고온에서 작동할 수 있는 점도계 상에서 측정할 수 있다. 또한, 적합한 점도 프로파일은 제조되는 섬유의 품질 (지수, 직경, 길이) 을 검사하는 일상적인 실험을 통해 추론할 수 있다. 유리 조성물에 대한 점도 대 온도 곡선의 형상은 용융물이 섬유화되는 용이성을 나타내며, 따라서 생성된 섬유의 품질을 나타낸다 (예를 들어, 섬유의 샷 함량, 섬유 직경 및 섬유 길이에 영향을 미침). 유리는 일반적으로 고온에서 낮은 점도를 가진다. 온도가 감소하면, 점도가 증가한다. 주어진 온도에서의 점도 값은 점도 대 온도 곡선의 전반적인 가파름과 마찬가지로, 조성물의 함수로서 변화될 것이다. 본 발명의 섬유 용융물 조성물은 용이하게 제조 가능한 섬유의 점도 프로파일을 가진다.

무기 섬유의 직선 수축은 고온에서 섬유의 치수 안정성 또는 특정한 연속 서비스 또는 사용 온도에서 이의 성능의 양호한 척도이다. 섬유를 매트로 성형하고, 매트를 입방 피트 당 대략 4-10 파운드 밀도 및 약 1 인치 두께의 패드로 니들 펀칭하여 섬유의 수축을 시험한다. 이러한 패드를 3 인치 × 5 인치 조각으로 절단하고, 백금 핀을 재료의 표면에 삽입한다. 이어서, 이들 핀의 분리 거리를 신중하게 측정하고, 기록한다. 이어서, 패드를 용광로에 넣고, 온도를 상승시키고, 일정 시간 동안 이 온도에서 유지시킨다. 가열 후, 핀 분리를 다시 측정하여, 패드가 경험한 직선 수축을 결정한다.

한가지 이러한 시험에 있어서, 섬유 패드의 길이 및 폭을 신중하게 측정하고, 패드를 용광로에 넣고, 24 시간 또는 168 시간 동안 1260 ℃ 또는 1400 ℃ 의 온도로 유지시킨다. 냉각 후, 측면 치수를 측정하고, "이전" 및 "이후" 측정 값을 비교하여 직선 수축을 결정하였다. 섬유가 블랭킷 형태로 입수 가능한 경우, 패드를 형성할 필요없이, 블랭킷에 대해 직접 측정을 수행할 수 있다.

섬유는 임의의 응용 분야에서 자체 중량을 지탱해야 하고, 또한 이동하는 공기 또는 기체로 인한 마모에 저항할 수 있어야 하기 때문에, 기계적 완전성은 또한 중요한 특성이다. 섬유 완전성 및 기계적 강도의 표시는 시각적 및 촉각적 관찰, 뿐만 아니라, 서비스 후의 온도에 노출된 섬유의 이들 특성의 기계적 측정에 의해 제공된다. 사용 온도에 노출된 후에 섬유가 완전성을 유지하는 능력은 또한 압축 강도 및 압축 회복을 시험함으로써 기계적으로 측정할 수 있다. 이들 시험은 각각 패드가 얼마나 용이하게 변형될 수 있는 지와, 패드가 50 % 의 압축 후에 나타내는 탄력성 (또는 압축 회복) 의 양을 측정한다. 시각적 및 촉각적 관찰은 본 발명의 무기 섬유가 손상되지 않으며, 1260 ℃ 또는 1400 ℃ 이상의 사용 온도에 노출된 후에도 이의 형태를 유지한다는 것을 나타낸다.

낮은 생체내 지속성 무기 섬유는 표준 유리 및 세라믹 섬유 제조 방법에 의해 제조된다. 실리카와 같은 원료, 및 엔스타타이트, 포스테라이트, 마그네시아, 마그네사이트, 하소된 마그네사이트, 마그네슘 지르코네이트, 페리클레이스, 스테아타이트 또는 탈크와 같은 임의의 적합한 마그네시아 공급원이 사용될 수 있다. 임의의 적합한 망간-함유 화합물은 산화 망간의 공급원으로서 사용될 수 있다. 임의의 적합한 코발트-함유 화합물은 산화 코발트의 공급원으로서 사용될 수 있다. 지르코니아가 섬유 용융물에 포함되는 경우, 바델레이아이트, 마그네슘 지르코네이트, 지르콘 또는 지르코니아와 같은 임의의 적합한 지르코니아 공급원이 사용될 수 있다. 물질은 이들이 용융되는 적합한 용광로에 도입되고, 섬유화 노즐을 사용하여 취입되거나, 또는 배치 모드 또는 연속 모드로 방적된다.

특정한 구현예에 따르면, 본 발명의 무기 섬유는 5 마이크론 이상의 평균 직경을 가진다.

개시된 구현예 중 어느 하나에 따른 무기 섬유는 적어도 1260 ℃, 1400 ℃, 또는 그 이상의 연속 서비스 또는 작동 온도에서 단열 응용 분야에 유용하다. 특정한 구현예에 따르면, 산화 망간 및/또는 산화 코발트와 조합된 알칼리토류 실리케이트를 함유하는 섬유는 1400 ℃ 이상의 연속 서비스 또는 작동 온도에서 단열 응용 분야에 유용하며, 산화 망간 및/또는 산화 코발트 첨가물을 함유하는 마그네슘-실리케이트 섬유는 1500 ℃ 이상의 온도에 노출될 때까지 용융되지 않는 것으로 밝혀졌다.

무기 섬유는 섬유 취입 또는 섬유 방적 기술에 의해 제조될 수 있다. 적합한 섬유 취입 기술은 마그네시아, 실리카, 산화 망간 및/또는 산화 코발트, 및 임의로 추가의 점도 조절제를 함유하는 출발 원료를 혼합하는 단계, 성분의 재료 혼합물을 적합한 용기 또는 컨테이너에 도입하는 단계, 적합한 노즐을 통해 배출하기 위한 성분의 재료 혼합물을 용융시키는 단계, 및 용융된 성분의 재료 혼합물의 배출된 흐름에 고압 기체를 취입하여 섬유를 형성하는 단계를 포함한다.

적합한 섬유 방적 기술은 출발 원료를 함께 혼합하여 성분의 재료 혼합물을 형성하는 단계, 성분의 재료 혼합물을 적합한 용기 또는 컨테이너에 도입하는 단계, 적합한 노즐을 통해 방적 휠 상에 배출하기 위한 성분의 재료 혼합물을 용융시키는 단계를 포함한다. 이어서, 용융된 스트림을 휠 상에 흘려 내리고, 휠을 코팅하고, 구심력을 통해 방출함으로써, 섬유를 형성한다.

일부 구현예에 있어서, 섬유는 용융된 스트림을 고압/고속 공기의 제트에 적용하거나 또는 상기 용융물을 빠르게 회전하는 휠에 붓고, 섬유를 원심 분리에 의해 방적함으로써, 원료의 용융물로부터 제조된다.

섬유는 기존의 섬유화 기술로 제조될 수 있으며, 벌크 섬유, 섬유-함유 블랭킷, 보드, 종이, 펠트, 매트, 블록, 모듈, 코팅, 시멘트, 성형 가능한 조성물, 펌핑 가능한 조성물, 퍼티, 로프, 브레이드, 위킹, 직물 (예컨대, 천, 테이프, 슬리빙, 스트링, 얀 등), 진공 캐스트 형상 및 복합재를 비제한적으로 포함하는 복수의 단열 제품 형태로 형성될 수 있다. 섬유는 통상적인 내화성 세라믹 섬유에 대한 대체물로서, 섬유-함유 블랭킷, 진공 캐스트 형상 및 복합재의 제조에 사용되는 통상적인 물질과 함께 사용될 수 있다. 섬유는 섬유-함유 종이 및 펠트의 제조에서, 단독으로 또는 결합제 등과 같은 다른 물질과 조합하여 사용될 수 있다.

섬유는 표준 유리 용광로 방법에 의해 용이하게 용융될 수 있고, 표준 RCF 섬유화 장비에 의해 섬유화될 수 있으며, 모의 체액에서 생체내 지속성이 없다.

고온 내성 무기 섬유는 섬유를 취입 또는 방적하는데 적합한 개선된 점도를 갖는 용융물로부터 용이하게 제조 가능하고, 생리학적 유체 중에서 내구성이 없으며, 서비스 온도까지 양호한 기계적 강도를 나타내고, 1400 ℃ 및 그 이상까지 우수한 직선 수축을 나타내며, 섬유화를 위한 개선된 점도를 나타낸다.

실시예

하기의 실시예는 무기 섬유의 예시적인 구현예를 더욱 상세하게 설명하고, 무기 섬유를 제조하는 방법, 상기 섬유를 함유하는 단열 물품을 제조하는 방법, 및 단열재로서 섬유를 사용하는 방법을 설명하기 위해서 제시된다. 그러나, 이들 실시예는 섬유, 섬유 함유 물품, 또는 단열재로서 섬유를 제조 또는 사용하는 방법을 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.

직선 수축

수축 패드는 펠팅 니들의 뱅크를 사용하여 섬유 매트를 니들링 (needling) 함으로써 제조하였다. 패드로부터 3 인치 × 5 인치 시험 조각을 절단하고, 수축 시험에서 사용하였다. 시험 패드의 길이 및 폭을 신중하게 측정하였다. 이어서, 시험 패드를 용광로에 넣고, 1400 ℃ 의 온도로 24 시간 동안 유지시켰다. 24 시간 동안 가열한 후, 시험 용광로로부터 시험 패드를 제거하고, 냉각시켰다. 냉각 후, 시험 패드의 길이 및 폭을 다시 측정하였다. "이전" 및 "이후" 치수 측정 값을 비교하여 시험 패드의 직선 수축을 결정하였다.

제 1 수축 패드에 대해 개시된 것과 유사한 방식으로 제 2 수축 패드를 제조하였다. 그러나, 제 2 수축 패드는 용광로에 넣고, 1260 ℃ 의 온도로 24 시간 동안 유지시켰다. 24 시간 동안 가열한 후, 시험 용광로로부터 시험 패드를 제거하고, 냉각시켰다. 냉각 후, 시험 패드의 길이 및 폭을 다시 측정하였다. "이전" 및 "이후" 치수 측정 값을 비교하여 시험 패드의 직선 수축을 결정하였다.

압축 회복

사용 온도에 노출된 후에 기계적 강도를 유지하는 무기 섬유의 능력을 압축 회복 시험에 의해 평가하였다. 압축 회복은 주어진 기간 동안 원하는 사용 온도에 섬유를 노출했을 때 응답하는 무기 섬유의 기계적 성능을 측정한 것이다. 압축 회복은 무기 섬유 물질로부터 제조된 시험 패드를 선택된 기간 동안 시험 온도로 소성시킴으로써 측정한다. 그 후, 소성된 시험 패드를 이들의 초기 두께의 절반으로 압축시키며, 반등한다. 반등의 양은 패드의 압축된 두께의 % 회복으로서 측정한다. 압축 회복은 24 시간 및 168 시간 동안 1260 ℃ 의 사용 온도에, 및 24 시간 및 168 시간 동안 1400 ℃ 의 사용 온도에 노출된 후에 측정하였다.

섬유 용해

무기 섬유는 생리학적 유체 중에서 비-내구성 또는 비-생체내 지속성이다. 생리학적 유체 중에서 "비-내구성" 또는 "비-생체내 지속성" 은, 무기 섬유가 하기에서 기술하는 생체외 시험 동안에 모의 폐액과 같은 이러한 유체에 적어도 부분적으로 용해 또는 분해된다는 것을 의미한다.

생체내 지속성 시험은, 인간의 폐에서 발견되는 온도 및 화학적 조건을 시뮬레이션하는 조건하에서 섬유로부터 질량이 손실되는 속도 (ng/㎠-hr) 를 측정한다. 특히, 섬유는 약 pH 7.4 의 모의 폐액에서 낮은 생체내 지속성을 나타낸다.

모의 폐액에서의 섬유의 용해 속도를 측정하기 위해서, 대략 0.1 g 의 섬유를, 37 ℃ 로 가온시킨 모의 폐액을 함유하는 50 ml 의 원심 분리 튜브에 넣는다. 이어서, 이것을 6 시간 동안 진탕 배양기에 넣고, 분 당 100 사이클로 교반한다. 시험이 종료되면, 튜브를 원심 분리하고, 용액을 60 ml 시린지에 붓는다. 이어서, 용액을 0.45 ㎛ 필터를 통과시켜 임의의 입자를 제거하고, 유도 결합 플라즈마 분광 분석을 사용하여 유리 성분에 대해 시험한다. 이 시험은 거의 중성 pH 용액 또는 산성 용액을 사용하여 수행할 수 있다. 구체적인 용해 속도 표준은 존재하지 않지만, 100 ng/㎠-hr 을 초과하는 용해 값을 갖는 섬유는 비-생체내 지속성 섬유를 나타내는 것으로 간주된다.

표 I 은 비교 및 본 발명의 섬유 샘플에 대한 섬유 용융 화학을 보여준다.

표 I

* Unifrax I LLC (Tonawanda, NY, USA) 에서 명칭 ISOFRAX 로 상업적으로 입수 가능한 마그네슘 실리케이트 섬유.

C = 비교

표 II 는 1260 ℃ 및 1400 ℃ 에 24 시간 동안 노출된 후의 섬유의 수축 결과를 보여준다.

표 II

표 II 는 섬유화 생성물의 성분으로서 산화 망간 또는 산화 코발트를 포함하는 마그네슘-실리케이트 무기 섬유 조성물이, 의도된 산화 망간 또는 산화 코발트의 첨가가 없는 마그네슘-실리케이트 무기 섬유와 비교하여, 1260 ℃ 및 1400 ℃ 모두에서 더욱 낮은 직선 수축을 초래한다는 것을 보여준다.

산화 망간을 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 2 및 3) 는 비교예 1 과 비교해서, 1260 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 46 % 더 낮은 직선 수축을 나타냈다. 산화 망간을 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 2 및 3) 는 비교예 1 과 비교해서, 1400 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 27 % 더 낮은 직선 수축을 나타냈다.

산화 코발트를 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 4-6) 는 비교예 1 과 비교해서, 1260 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 116 % 더 낮은 직선 수축을 나타냈다. 산화 코발트를 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 4-6) 는 비교예 1 과 비교해서, 1400 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 112 % 더 낮은 직선 수축을 나타냈다.

표 III 은 1260 ℃ 및 1400 ℃ 에 24 시간 동안 노출된 후의 압축 회복의 결과, 및 표 I 의 섬유의 용해도를 보여준다:

표 III

* 이들 섬유 조성물의 용해도는 시험하지 않았음.

표 III 은 섬유화 생성물의 성분으로서 산화 망간 또는 산화 코발트를 포함하는 마그네슘-실리케이트 무기 섬유 조성물이, 의도된 산화 망간 또는 산화 코발트의 첨가가 없는 마그네슘-실리케이트 무기 섬유와 비교하여, 1260 ℃ 및 1400 ℃ 모두에서 압축 회복의 개선을 초래한다는 것을 보여준다.

산화 망간을 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 2 및 3) 는 비교예 1 과 비교해서, 1260 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 97 % 더 높은 압축 회복을 나타냈다. 산화 망간을 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 2 및 3) 는 비교예 1 과 비교해서, 1400 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 95 % 더 높은 압축 회복을 나타냈다.

산화 코발트를 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 4-6) 는 비교예 1 과 비교해서, 1260 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 120 % 더 높은 압축 회복을 나타냈다. 산화 망간을 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 2 및 3) 는 비교예 1 과 비교해서, 1400 ℃ 에서 24 시간 동안 평균적으로 대략 425 % 더 높은 압축 회복을 나타냈다.

산화 망간을 포함하는 예시적인 실시예 (실시예 2 및 3) 는 비교예 1 과 비교해서, 평균적으로 대략 168 % 더 높은 용해도를 나타냈다. 산화 코발트를 포함하는 예시적인 실시예 6 은 비교예 1 과 비교해서, 대략 120 % 더 높은 용해도를 나타냈다.

섬유화 생성물의 성분으로서 산화 망간 및/또는 산화 코발트를 포함하는 마그네슘-실리케이트 무기 섬유 조성물은 1260 ℃ 로 24 시간 동안 노출된 후에 60 % 이상의 평균 압축 회복을 나타낸다.

무기 섬유, 단열재, 무기 섬유의 제조 방법, 및 단열재를 사용한 물품의 단열 방법을 다양한 구현예와 관련하여 기술하였지만, 다른 유사한 구현예가 사용될 수 있거나, 또는 동일한 기능을 수행하기 위해 상기에서 기술한 구현예에 수정 및 추가가 이루어질 수 있는 것으로 이해해야 한다. 또한, 다양한 예시적인 구현예를 조합하여 원하는 결과를 생성할 수 있다. 그러므로, 무기 섬유, 단열재, 무기 섬유의 제조 방법, 및 단열재를 사용한 물품의 단열 방법은 임의의 단일 구현예로 제한되지 않아야 하며, 오히려 첨부된 청구범위의 인용에 따른 폭 및 범위에서 해석되어야 한다. 본원에서 기술한 구현예는 단지 예시일 뿐이며, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서, 변경 및 수정을 할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 모든 이러한 변형 및 수정은 상기 본원에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 본 발명의 다양한 구현예를 조합하여 원하는 결과를 제공할 수 있으므로, 개시된 모든 구현예는 반드시 대안이 되는 것은 아니다.

Claims

하나 이상의 알칼리토류 실리케이트를 포함하는 화합물, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물, 및 임의로 알루미나 및/또는 보리아의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 1 항에 있어서, 무기 섬유가 실리카, 마그네시아, 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물, 및 임의로 알루미나 및/또는 보리아의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 1260 ℃ 의 온도에 24 시간 동안 노출된 후에 4 % 이하의 수축을 나타내는 무기 섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 1400 ℃ 의 온도에 24 시간 동안 노출된 후에 5 % 이하의 수축을 나타내는 무기 섬유.
제 2 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 65 중량 % 내지 약 86 중량 % 의 실리카, 약 5 중량 % 내지 약 35 중량 % 의 마그네시아, 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 주기율표의 VII 족 및/또는 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 하나 이상의 화합물, 및 임의로 알루미나 및/또는 보리아의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 주기율표의 VII 족으로부터의 원소를 함유하는 상기 하나 이상의 화합물이 산화 망간을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 주기율표의 IX 족으로부터의 원소를 함유하는 상기 하나 이상의 화합물이 산화 코발트를 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 10 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 16 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.1 중량 % 내지 약 3 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 0.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 72 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 12 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1.25 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 망간의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 5 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 약 70 중량 % 내지 약 82 중량 % 의 실리카, 약 10 중량 % 내지 약 22 중량 % 의 마그네시아, 및 약 1.5 중량 % 내지 약 5 중량 % 의 산화 코발트의 섬유화 생성물을 포함하는 무기 섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 알칼리 금속 산화물을 실질적으로 포함하지 않는 무기 섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 Fe₂O₃ 로서 측정되는, 1 중량 % 이하의 산화 철을 포함하는 무기 섬유.
제 1 항에 있어서, 상기 무기 섬유가 1 중량 % 이하의 칼시아를 포함하는 무기 섬유.