KR20230115326A - 낮은 생체-지속성 내고온성 무기 섬유 - Google Patents
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Abstract
내고온성 무기 섬유는, 72 ~ 77.3 중량% 실리카; 10.2 ~ 15 중량% 마그네시아; 12.4 ~ 17 중량% 칼시아; 0 ~ 1.5 중량% 알루미나; 및 0 ~ 0.6 중량% 총 알칼리 산화물을 포함하고; 섬유는 적어도 1260℃ 의 사용 온도를 가지며; 상기 섬유는 24 시간 동안 1400℃ 의 온도에 노출한 후에 5% 초과의 수축률을 가지며; 섬유는 1400℃ 미만의 용융 온도를 가질 수 있다.
Description
관련 출원의 교차 참조
이 출원은 2020년 12월 11일자로 출원되고 LOW BIO-PERSISTENT HIGH TEMPERATURE RESISTANT INORGANIC FIBERS 라는 제목의 미국 가출원 제 63/124,518 호의 이점을 청구하며, 이 출원의 전문이 본원에 원용된다.
본 개시는 무기 섬유에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 낮은 생체-지속성, 내고온성 알칼리 토류 실리케이트 (AES) 섬유 화학물질들에 관한 것이다.
AES 섬유는 섬유화 성능을 개선하기 위해 종종 소량의 알루미나, 알칼리 산화물, 또는 다른 첨가제와 조합된, 알칼리 토류 산화물 (예를 들어, MgO, CaO 등) 및 실리카로 주로 구성된다. 주의 깊은 섬유 조성 설계로, AES 섬유는 단열 적용에 중요한 고온 열적 안정성을 제공할 수 있고, 섬유 및 섬유 제품의 제조자 및 최종 사용자의 안전 및 건강에 중요한 낮은 생체 지속성일 수 있다.
섬유화가능하도록 (즉, 섬유로 형성될 수 있도록), AES 섬유 조성물은 전형적으로 60 내지 85 중량% 범위의 실리카 함량을 함유한다. 일반적으로, 용융 온도는 AES 섬유 조성물의 실리카 함량에 따라 증가한다. 따라서, 실리카 함량이 높은 (즉, 77 중량% 초과) AES 섬유는 1200℃ 이상의 온도에서 우수한 열적 안정성을 제공할 수 있다. ISOFRAX® 및 ISOFRAX® 1400 (Unifrax I LLC 로부터 입수가능함) 은 실리카 함량이 77 중량% 초과이고 1260℃ 이상에서 성능을 가질 수 있는 마그네시아 실리케이트 화학물질을 주로 포함한다.
그러나, 고-실리카 AES 섬유를 제조하는 것은 극히 높은 용융 온도 및 "짧은" 점도 곡선으로 인해 어렵다. "짧은" 점도 곡선은 점도가 섬유화에 적합한 좁은 온도 윈도우 (temperature window) 가 존재함을 의미하며, 이는 섬유 품질 뿐만 아니라 제조에도 큰 도전을 제기한다. 높은 실리카 함량에서, AES 화학물질은 높은 용융 온도를 갖는다. 예를 들어, 79 중량% 실리카를 갖는 마그네시아 실리카 화학물질에 대한 액상선 온도는 1800℃ 초과이고, 액상선 온도에서의 점도는 낮으며, 단지 약 50 포와즈이다. 높은 액상선 온도는 그러한 용융물을 용융시키고 섬유화하기 위해 고온을 요구한다. 예를 들어, 전술한 마그네시아 실리카 화학물질의 원료는 마그네시아 실리카 섬유로 용융 및 섬유화하기 위해 2100℃ 의 온도로 가열될 필요가 있을 수도 있다. 높은 용융 온도는 노처리 (furnacing) 조건 및 장비에 심각한 도전을 제기하며, 노 라이닝 (furnace lining), 전극 및 섬유화 디바이스들와 같은 장비의 수명을 상당히 저하시킨다. 고온 절연 울들 (wools) 은 전형적으로 섬유화를 위해 하부에서 빠져나가는 용융 스트림을 갖는 침지형 전극 노 (electrode furnace) 에서 원료를 용융시킴으로써 제조된다. 높은 용융 또는 작동 온도는 전극, 노 벽 및 스피닝 휠 (스피닝 섬유화 프로세스들) 의 부식을 가속화하고, 이에 따라서 그들의 수명을 단축시킨다. 또한, 고온에서 용융할 때, 용융물과 냉각 매체 사이의 큰 온도 구배로 인해, 입력 에너지의 대부분이 노를 둘러싸는 냉각 매체로 전달된다.
도 1 은 고-실리카 마그네시아 실리카 (비교예 C4), 고-실리카 칼시아 마그네시아 실리카 (비교예 C6), 및 저-실리카 칼시아 마그네시아 실리카 (실시예 2) 의 섬유들에 대한 온도 의존성 점도 곡선의 그래프이다.
도 2 는 섬유 내 실리카 함량의 함수로서 칼시아 마그네시아 실리카 섬유의 액상선 온도의 그래프이다.
도 2 는 섬유 내 실리카 함량의 함수로서 칼시아 마그네시아 실리카 섬유의 액상선 온도의 그래프이다.
본 개시는 칼시아 마그네시아 실리케이트 화학물질의 열적 안정성을 개선하면서 제품 품질 뿐만 아니라 개선된 용융 및 섬유화 특성을 제공한다. 본 개시의 일부 양태들에 따르면, 칼시아 마그네시아 실리케이트 섬유는 1260℃ 이상의 온도에서 극도로 낮은 수축, 개선된 블랭킷 인장 강도 및 섬유 지수, 개선된 용융 및 섬유화 특성, 및/또는 제조 동안 감소된 에너지 소비로 수행될 수 있다.
본 개시의 무기 섬유는 낮은 생체 지속성이며, 이는 이들이 생리학적 유체에서 낮은 생체 지속성을 나타냄을 의미하며, 즉 무기 섬유가 시험관 내 시험 (in vitro test) 동안 시뮬레이션된 폐액과 같은 이러한 유체에서 적어도 부분적으로 용해됨을 의미한다. 생체 지속성은 인간의 폐에서 발견되는 온도 및 화학적 조건을 시뮬레이션하는 조건 하에서 섬유로부터 질량이 손실되는 속도 (ng/㎠-hr) 를 측정함으로써 시험될 수 있다. 이 시험은 대략 0.1 g 의 탈포된 섬유를 6 시간 동안 50 ml 의 시뮬레이션된 폐액 ("SLF") 에 노출시키는 것으로 구성된다. 인체의 온도를 시뮬레이션하기 위해 전체 시험 시스템을 37℃ 로 유지한다.
SLF 가 섬유에 노출된 후, 유도 결합형 플라즈마 분광법을 사용하여 유리 성분에 대해 수집 및 분석된다. "블랭크" SLF 샘플도 측정하여 SLF 에 존재하는 요소들을 수정하는데 사용된다. 일단 이 데이터를 얻으면, 연구의 시간 간격 동안 섬유의 질량 손실 속도를 계산할 수 있다. 시뮬레이션된 폐액에서 섬유의 용해 속도를 측정하기 위해, 대략 0.1 g 의 섬유를 37℃ 로 가온한 시뮬레이션된 폐액을 함유하는 50 ml 원심 분리 튜브에 넣었다. 그후 이를 6 시간 동안 진탕 배양기에 넣고 분당 100 사이클로 교반한다. 시험이 끝나면, 튜브를 원심 분리하고 용액을 60 ml 주사기에 부어 넣는다. 그후, 용액을 0.45 ㎛ 필터로 통과시켜 임의의 입자를 제거하고 유도 결합형 플라즈마 분광법 분석을 사용하여 유리 성분에 대해 시험한다. 이 시험은 거의 중성에 가까운 pH 용액 또는 산성 용액을 사용하여 수행될 수 있다. 특정한 용해 속도 표준은 존재하지 않지만, 100 ng/㎠-hr 을 초과하는 용해 값을 갖는 섬유는 비-생체 지속성 섬유를 나타내는 것으로 간주된다. 본 개시의 무기 섬유는 본원에 기재된 생체 지속성 시험에 따라 (6 시간 후) 적어도 100 ng/㎠-hr, 적어도 125 ng/㎠-hr, 적어도 150 ng/㎠-hr, 적어도 175 ng/㎠-hr, 또는 적어도 200 ng/㎠-hr 의 용해 값을 나타낼 수 있다.
시뮬레이션된 폐액에 대한 조성은 다음과 같다:
본 개시의 무기 섬유는 고온내성이고, 이는 사용 온도가 1260℃ 이상인 것을 의미한다. 사용 온도는 1300℃ 이상일 수 있다. 무기 섬유는 용융 온도가 1400℃ 미만, 1260℃ 내지 1400℃ 미만, 1300℃ 내지 1400℃ 미만, 1260℃ 내지 1380℃, 또는 1300℃ 내지 1380℃ 일 수 있다.
무기 섬유는 1400℃ 이상의 온도에 24 시간 노출될 때, 5% 초과, 5.5% 초과, 또는 6% 초과의 선형 수축률을 나타낼 수 있다. 무기 섬유는 1260℃ 이상의 온도에 24 시간 노출될 때, 4% 초과, 3.5% 초과, 또는 3% 초과의 선형 수축률을 나타낼 수 있다. 무기 섬유는 1300℃ 이상의 온도에 24 시간 노출될 때, 10% 미만의 선형 수축률을 나타낼 수 있다.
섬유를 매트로 형성하고 매트를 입방피트 밀도당 대략 4 ~ 10 파운드의 패드 및 약 1 인치의 두께로 함께 니들 펀칭함으로써 선형 수축에 대해 섬유들을 시험한다. 그러한 패드는 3 인치 × 5 인치 피스들로 절단되고 백금 핀들이 재료의 면에 삽입된다. 그 후, 이들 핀들의 분리 거리를 조심스럽게 측정하고 기록한다. 그 후, 패드는 노 내에 배치되고, 온도로 램핑되며, 고정된 기간 동안 온도에서 유지된다. 가열 후에, 핀 분리는 패드가 경험한 선형 수축률을 결정하기 위해 다시 측정된다. 섬유가 블랭킷 형태로 입수가능하다면, 패드를 형성할 필요없이 블랭킷에 직접 측정을 할 수 있다.
본 개시의 무기 섬유는 실리카, 마그네시아 및 칼시아를 포함하고, 선택적으로 알루미나, 알칼리 산화물, 또는 다른 첨가제를 포함한다. 무기 섬유 조성물은 열적 성능, 생체 지속성, 용융 및 섬유화 에너지 효율과 제품 품질 사이의 균형을 달성하도록 조정될 수 있다. 무기 섬유의 각 성분의 함량은 이하에 자세히 설명된다. 무기 섬유는 본원에 개시된 함량 범위의 임의의 논리적 조합 (즉, 100 중량% 를 초과하지 않는 임의의 조합) 을 포함할 수 있다. 첨가제의 선택적인 포함으로 인해, 상기 성분의 합은 100 중량% 미만일 수 있다.
무기 섬유는 72 내지 77.3 중량%, 72 내지 76 중량%, 72 내지 75.5 중량%, 72 내지 75.7 중량%, 72 내지 76.7 중량%, 72 내지 76.8 중량%, 72 내지 77.3 중량%, 73 내지 77.3 중량%, 72 내지 75.8 중량%, 73 내지 75.8 중량%, 73 내지 75.5 중량%, 73.5 내지 76 중량%, 74 내지 76 중량%, 73.5 내지 75.3 중량%, 74 내지 74.8 중량%, 74.3 내지 74.5 중량%, 74.4 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 양으로 실리카를 포함할 수 있다.
무기 섬유는 10 초과 내지 15 중량%, 10 초과 내지 14 중량%, 10 초과 내지 13 중량%, 10 초과 내지 12 중량%, 10.2 내지 15 중량%, 10.5 내지 15 중량%, 11 내지 15 중량%, 10.2 내지 14 중량%, 10.5 내지 14 중량%, 11 내지 14 중량%, 10.6 내지 11.4 중량%, 10.8 내지 11.3 중량%, 10.9 내지 11.1 중량%, 11 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 양으로 마그네시아를 포함할 수 있다.
무기 섬유는 12.5 내지 17 중량%, 12.5 내지 16 중량%, 12.8 내지 17 중량%, 12.9 내지 17 중량%, 13 내지 17 중량%, 13 내지 16 중량%, 13 내지 15 중량%, 13 내지 14 중량%, 13.2 내지 13.8 중량%, 13.3 내지 13.5 중량%, 13.4 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 양으로 칼시아를 포함할 수 있다.
무기 섬유는 0 내지 1.5 중량%, 0.1 내지 1.3 중량%, 0.1 내지 1.0 중량%, 0.3 내지 1.3 중량%, 0.4 내지 1.2 중량%, 0.5 내지 1.1 중량%, 0.7 내지 0.9 중량%, 0.8 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 양으로 알루미나를 포함할 수 있다.
무기 섬유는 0 내지 0.6 중량%, 0 내지 0.5 중량%, 0 내지 0.4 중량%, 0 내지 0.3 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%, 0.2 내지 0.6 중량%, 0.3 내지 0.5 중량%, 0.4 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 총 양으로 알칼리 산화물을 포함할 수 있다.
무기 섬유는 0 내지 0.6 중량%, 0 내지 0.5 중량%, 0 내지 0.4 중량%, 0 내지 0.3 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%, 0.2 내지 0.6 중량%, 0 내지 0.2 중량%, 0.1 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 양으로 산화리튬을 포함할 수 있다.
무기 섬유는 0 내지 0.6 중량%, 0 내지 0.5 중량%, 0 내지 0.4 중량%, 0 내지 0.3 중량%, 0.1 내지 0.6 중량%, 0.2 내지 0.6 중량%, 0.2 내지 0.4 중량%, 0.3 중량%, 또는 상기 상한 및 하한의 임의의 논리적 조합의 양으로 산화칼륨을 포함할 수 있다.
무기 섬유는 무기 섬유 내 알칼리 금속 산화물의 총 함량에 기반하여 70몰% 이하의 양으로 산화칼륨을 포함할 수 있다.
무기 섬유는 지르코니아, 삼산화붕소, 오산화인, 산화제이철, 스트론티아, 또는 이들의 조합과 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 무기 섬유는 지르코니아, 삼산화붕소, 오산화인, 산화제이철 및/또는 스트론티아 중 하나 이상을 배제할 수 있다. 임의의 하나의 첨가제는 0.1 중량% 미만 또는 0.05 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
무기 섬유는 0.15 중량% 미만, 0.10 중량% 이하, 0.10 중량% 미만, 또는 0.07 중량% 이하의 양으로 산화철을 포함할 수 있다. 무기 섬유는 0.10 중량% 미만, 0.08 중량% 미만, 0.06 중량% 미만, 또는 0.05 중량% 이하의 양으로 소디아를 포함할 수 있다. 무기 섬유는 다른 불순물들을 포함할 수 있다. 불순물들은 각각 0.3 중량% 미만, 0.20 중량% 미만, 0.15 중량% 미만, 0.10 중량% 미만, 0.05 중량% 미만, 또는 0.01 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 섬유는 1.0 중량% 미만, 0.75 중량% 미만, 0.50 중량% 미만, 0.30 중량% 미만, 또는 0.10 중량% 미만의 불순물들의 전체 양을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 무기 섬유는 실리카, 마그네시아, 칼시아, 알루미나, 알칼리 산화물, 및 첨가제를 상기 함량 범위의 임의의 조합으로 포함할 수 있다. 이하의 구체적인 조합들은 단지 예시적인 목적들을 위한 것이며 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 무기 섬유는 :
72 내지 77.3 중량% 실리카, 10.2 내지 15 중량% 마그네시아, 12.5 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 76.5 중량% 실리카, 11 내지 15 중량% 마그네시아, 12.5 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 76 중량% 실리카, 11 내지 15 중량% 마그네시아, 13 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 76.8 중량% 실리카, 10.2 내지 15 중량% 마그네시아, 13 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 75.8 중량% 실리카, 11 내지 15 중량% 마그네시아, 13 내지 17 중량% 칼시아, 0.2 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 77.1 중량% 실리카, 10.2 내지 15 중량% 마그네시아, 12.5 내지 17 중량% 칼시아, 0.2 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 77.1 중량% 실리카, 10.2 내지 15 중량% 마그네시아, 12.5 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0.2 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 75.7 중량% 실리카, 11 내지 15 중량% 마그네시아, 13 내지 17 중량% 칼시아, 0.2 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0.1 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 76.7 중량% 실리카, 10.5 내지 15 중량% 마그네시아, 12.8 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 76 중량% 실리카, 11 내지 15 중량% 마그네시아, 12.5 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
72 내지 76 중량% 실리카, 10.2 내지 15 중량% 마그네시아, 13 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 및 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
73 내지 75.5 중량% 실리카, 10.5 내지 11.5 중량% 마그네시아, 13 내지 14 중량% 칼시아, 0.3 내지 1 중량% 알루미나, 및 0.2 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물;
73.3 내지 75.2 중량% 실리카, 10.5 내지 11.5 중량% 마그네시아, 12.9 내지 13.9 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
73 내지 74.8 중량% 실리카, 11.1 내지 12.1 중량% 마그네시아, 12.7 내지 13.7 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
73 내지 74.8 중량% 실리카, 11.5 내지 12.5 중량% 마그네시아, 12.3 내지 13.3 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
73 내지 74.8 중량% 실리카, 12 내지 13 중량% 마그네시아, 11.8 내지 12.8 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
74.4 중량% 실리카, 11 중량% 마그네시아, 13.4 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
74.2 중량% 실리카, 11.6 중량% 마그네시아, 13.0 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
74 중량% 실리카, 11.6 중량% 마그네시아, 13.2 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨;
74 중량% 실리카, 12 중량% 마그네시아, 12.8 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨 또는
74 중량% 실리카, 12.5 중량% 마그네시아, 12.3 중량% 칼시아, 0.8 중량% 알루미나, 0.1 중량% 산화리튬, 및 0.3 중량% 산화칼륨.
예들:
다양한 조성물의 섬유를 제조하고, 하기에 상세히 기술되는 바와 같이 열적 성능에 대해 시험하였다. 비교예 C2-C9 및 실시예 1-18c 의 조성들을 하기 표 1 에 정리하였다. 비교예 C1 은 알루미나 실리케이트 섬유를 포함하였다.
도 1 은 79.2 중량% 의 과도하게 높은 실리카 함량을 갖는 마그네시아 실리카 용융물 (비교예 C4, 그래프의 우측에 점선으로 표시됨), 78.9 중량% 의 과도하게 높은 실리카 함량을 갖는 칼시아 마그네시아 실리카 용융물 (비교예 C6, 그래프의 중간에 정사각형으로 표시됨), 및 74 중량% 의 더 낮은 실리카 함량을 갖는 칼시아 마그네시아 실리카 용융물 (실시예 2, 그래프의 좌측에 삼각형으로 표시됨) 에 대한 온도 의존성 점도 곡선들을 비교한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 실리카 함량이 감소하고 칼시아가 마그네시아를 대체함에 따라 점도 곡선은 더 낮은 온도로 이동한다. 50 포와즈의 점도점에서의 온도는 실시예 2, 비교예 C6 및 비교예 C4 에 대해서 각각 1561℃, 1737℃ 및 1815℃ 이다. 온도-점도 곡선이 약 250℃ 더 낮게 이동함에 따라, 용융 및 섬유화 프로세스는 훨씬 더 낮은 온도에서 발생할 것으로 예상될 수 있고, 따라서 에너지 소비를 감소시키고, 용융 속도 및 생산 속도를 증가시키고, 노, 전극 및 섬유화 디바이스들의 수명을 연장시킨다. 더욱이, 점도 곡선이 더 낮은 온도로 이동하고 곡선의 기울기가 평탄화됨에 따라, 용융물은 섬유화를 위한 더 넓은 온도 윈도우를 얻고, 이는 섬유 인덱스 및 블랭킷 인장 강도와 같은 섬유 제품 품질의 개선을 의미한다. 따라서, 무기 섬유의 실리카 함량을 77.3 중량% 이하로 설정하는 것이 중요하다.
추가로, 원하는 열적 성능을 달성하기 위해, 실리카 함량은 72 중량% 이상 또는 약 73 중량% 로 유지되어야 한다. 열적 성능은 적용 온도에 노출된 후 섬유 제품의 선형 수축률 및 압축 회복률을 지칭한다. 비교예 C7 및 C8 에서 볼 수 있는 바와 같이, 낮은 실리카 (예를 들어, 73 또는 71.5 중량% 미만) 에서, 선형 수축률은 표 2 에 나타낸 바와 같이, 1260℃ 에서 24 시간 동안 소성한 후에 10% 를 초과하였다. 한편, 본원에 개시된 범위 내의 실리카 함량을 갖는 재료 (예를 들어, 72 중량% 이상) 는 훨씬 개선된 열적 안정성, 예를 들어 1260℃ 에서 24 시간 동안 소성한 후에 4% 미만의 선형 수축률을 나타냈다. 열적 성능, 즉 선형 수축률, 압축 회복률 및 압축 강도에 대한 추가의 결과들은 각각 하기 표 2 ~ 표 4 에 나타내었다.
선형 수축률에 대한 시험 절차는 위에서 상세히 설명된다.
압축 회복률은 주어진 시간 주기 동안 원하는 사용 온도에 섬유를 노출시키는 것에 응답하여 무기 섬유의 기계적 성능의 척도이다. 압축 회복률은 무기 섬유 재료로 제조된 시험 패드들을 선택된 시간 기간 동안 시험 온도까지 소성함으로써 측정되었다. 그 후 소성된 시험 패드들은 원래 두께의 절반으로 압축되어 24 시간 동안 리바운드 (rebound) 가 허용되었다. 리바운드의 양은 패드의 압축된 두께의 회수율 (%) 로 측정되었다.
압축 강도는 무기 섬유 재료로부터 제조된 시험 패드들을 선택된 시간 기간 동안 시험 온도까지 소성한 후, 소성된 시험 패드들이 그의 원래 두께의 50% 까지 분당 1 인치의 속도로 압축될 때까지 압축력을 인가함으로써 측정되었다.
이하 표 2 ~ 표 6 에서, 대시는 측정이 수행되지 않았거나 특성을 측정할 수 없음을 나타낸다.
과도하게 높은 실리카 함량 (예를 들어, 75.8 또는 77.5 중량% 초과) 을 갖는 섬유, 예를 들어 비교예 C6 은 1300℃ 만큼 높은 온도에서도 우수한 열적 성능 (낮은 선형 수축률) 을 가졌다. 하지만, 이들 고 실리카 섬유의 액상선 온도뿐만 아니라 용융 온도도 상당히 증가하였다. 도 2 는 섬유 내의 실리카 함량에 대한 액상선 온도의 의존성을 도시한다. 섬유 내 실리카 함량이 증가함에 따라 액상선 온도는 1500℃ 에서 1800℃ 까지 증가하였다. 이하의 표 5 는 비교예 및 실시예에 대한 액상선 온도 및 액상선 점도를 열거한다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 무기 섬유는 낮은 생체 지속성 섬유이다. 이는 다양한 시간 기간 동안 정적 조건 및 관류 조건에서 시험된 용해 속도를 나타내는 하기 표 6 에서 확인된다. 관류 시험은 인간의 폐에서 발견되는 온도 및 화학적 조건을 시뮬레이션하는 조건 하에서 섬유로부터 질량이 손실되는 속도 (ng/㎠-hr) 를 측정한다. 전술한 바와 같이, 이 시험은 대략 0.1 g 의 탈포된 섬유를 0.3 mL/min 의 시뮬레이션된 폐액 (SLF) 유동에 노출시키는 것으로 구성된다. 인체의 온도를 시뮬레이션하기 위해 전체 시험 시스템을 37℃ 로 유지한다. 시험은 약 4 주까지 지속되는 것이 바람직하다. SLF 가 섬유를 관류한 후, 유도 결합형 플라즈마 분광법을 사용하여 유리 성분에 대해 수집 및 분석된다. "블랭크" SLF 샘플도 측정하여 SLF 에 존재하는 요소들을 수정하는데 사용된다. 일단 이 데이터를 얻으면, 연구의 시간 간격 동안 섬유의 질량 손실 속도를 계산할 수 있다. 전술한 바와 같이, 100 ng/㎠-hr 을 초과하는 용해 값들을 갖는 섬유는 비-생체 지속성 섬유를 나타내는 것으로 간주된다.
본 개시를 지원하기 위해 이하의 진술들 (statements) 이 사용될 수 있다.
1. 내고온성 무기 섬유로서, 72 중량% 실리카의 하한 및 74 중량%, 또는 74.4 중량%, 또는 75 중량%, 또는 75.5 중량%, 또는 75.7 중량%, 또는 75.8 중량%, 또는 76 중량%, 또는 76.3 중량%, 또는 76.7 중량%, 또는 76.8 중량%, 또는 77 중량%, 또는 77.3 중량% 실리카의 상한을 포함하거나;
73 중량% 실리카의 하한 및 74 중량%, 또는 74.4 중량%, 또는 75 중량%, 또는 75.5 중량%, 또는 75.7 중량%, 또는 75.8 중량%, 또는 76 중량%, 또는 76.3 중량%, 또는 76.7 중량%, 또는 76.8 중량%, 또는 77 중량%, 또는 77.3 중량% 실리카의 상한을 포함하거나;
73.3 중량% 양의 실리카의 하한 및 74 중량%, 또는 74.4 중량%, 또는 75 중량%, 또는 75.5 중량%, 또는 75.7 중량%, 또는 75.8 중량%, 또는 76 중량%, 또는 76.3 중량%, 또는 76.7 중량%, 또는 76.8 중량%, 또는 77 중량%, 또는 77.3 중량% 실리카의 상한을 포함하거나;
73.7 중량% 양의 실리카의 하한 및 74 중량%, 또는 74.4 중량%, 또는 75 중량%, 또는 75.5 중량%, 또는 75.7 중량%, 또는 75.8 중량%, 또는 76 중량%, 또는 76.3 중량%, 또는 76.7 중량%, 또는 76.8 중량%, 또는 77 중량%, 또는 77.3 중량% 실리카의 상한을 포함하거나;
74 중량% 양의 실리카의 하한 및 74.4 중량%, 또는 75 중량%, 또는 75.5 중량%, 또는 75.7 중량%, 또는 75.8 중량%, 또는 76 중량%, 또는 76.3 중량%, 또는 76.7 중량%, 또는 76.8 중량%, 또는 77 중량%, 또는 77.3 중량% 실리카의 상한을 포함하거나;
74.4 중량% 양의 실리카의 하한 및 75 중량%, 또는 75.5 중량%, 또는 75.7 중량%, 또는 75.8 중량%, 또는 76 중량%, 또는 76.3 중량%, 또는 76.7 중량%, 또는 76.8 중량%, 또는 77 중량%, 또는 77.3 중량% 실리카의 상한을 포함하거나;
무기 섬유는 10 내지 15 중량% 마그네시아, 12.5 내지 17 중량% 칼시아, 0 내지 1.5 중량% 알루미나, 0 내지 0.6 중량% 총 알칼리 산화물을 포함하고;
무기 섬유는 적어도 1260℃ 의 사용 온도를 가지며;
무기 섬유는 24 시간 동안 1400℃ 의 온도에 노출한 후 5% 초과의 수축률을 나타낸다.
2. 진술 1 에 따른 무기 섬유는, 10 중량% 마그네시아의 하한 및 11 중량%, 또는 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
10.3 중량% 마그네시아의 하한 및 11 중량%, 또는 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
10.5 중량% 마그네시아의 하한 및 11 중량%, 또는 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
10.6 중량% 마그네시아의 하한 및 11 중량%, 또는 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
10.8 중량% 마그네시아의 하한 및 11 중량%, 또는 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
10.9 중량% 마그네시아의 하한 및 11 중량%, 또는 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
11 중량% 마그네시아의 하한 및 11.1 중량%, 또는 11.2 중량%, 또는 11.3 중량%, 또는 11.4 중량%, 또는 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함하거나;
11.5 중량% 마그네시아의 하한 및 11.7 중량%, 또는 12 중량%, 또는 12.3 중량%, 또는 12.7 중량%, 또는 13 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량% 마그네시아의 상한을 포함한다.
3. 진술 1 또는 2 에 따른 무기 섬유는, 12.4 중량% 칼시아의 하한 및 12.5 중량%, 또는 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
12.5 중량% 칼시아의 하한 및 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
12.6 중량% 칼시아의 하한 및 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
12.7 중량% 칼시아의 하한 및 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
12.8 중량% 칼시아의 하한 및 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
13 중량% 칼시아의 하한 및 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
13.3 중량% 칼시아의 하한 및 13.4 중량%, 또는 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
13.4 중량% 칼시아의 하한 및 13.5 중량%, 또는 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함하거나;
13.5 중량% 칼시아의 하한 및 13.8 중량%, 또는 14 중량%, 또는 14.5 중량%, 또는 15 중량%, 또는 15.5 중량%, 또는 16 중량%, 또는 16.5 중량%, 또는 17 중량% 칼시아의 상한을 포함한다.
4. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 0 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.1 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.2 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.3 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.4 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.5 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.6 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.7 중량% 알루미나의 하한 및 0.8 중량%, 또는 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함하거나;
0.8 중량% 알루미나의 하한 및 0.9 중량%, 또는 1 중량%, 또는 1.1 중량%, 또는 1.2 중량%, 또는 1.3 중량%, 또는 1.4 중량%, 또는 1.5 중량% 알루미나의 상한을 포함한다.
5. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 0 중량% 총 알칼리 산화물의 하한 및 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 총 알칼리 산화물의 상한을 포함하거나;
0.1 중량% 총 알칼리 산화물의 하한 및 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 총 알칼리 산화물의 상한을 포함하거나;
0.2 중량% 총 알칼리 산화물의 하한 및 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 총 알칼리 산화물의 상한을 포함하거나;
0.3 중량% 총 알칼리 산화물의 하한 및 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 총 알칼리 산화물의 상한을 포함한다.
6. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 0 중량% 산화리튬의 하한 및 0.2 중량%, 또는 0.3 중량%, 또는 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화리튬의 상한을 포함하거나;
0.1 중량% 산화리튬의 하한 및 0.2 중량%, 또는 0.3 중량%, 또는 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화리튬의 상한을 포함하거나;
0.2 중량% 산화리튬의 하한 및 0.3 중량%, 또는 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화리튬의 상한을 포함한다.
7. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 0 중량% 산화칼륨의 하한 및 0.2 중량%, 또는 0.3 중량%, 또는 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화칼륨의 상한을 포함하거나;
0.1 중량% 산화칼륨의 하한 및 0.2 중량%, 또는 0.3 중량%, 또는 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화칼륨의 상한을 포함하거나;
0.2 중량% 산화칼륨의 하한 및 0.3 중량%, 또는 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화칼륨의 상한을 포함하거나;
0.3 중량% 산화칼륨의 하한 및 0.4 중량%, 또는 0.5 중량%, 또는 0.6 중량% 산화칼륨의 상한을 포함한다.
8. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 무기 섬유 내 알칼리 금속 산화물의 총 함량에 기반하여 70몰% 이하의 양으로 산화칼륨을 포함한다.
9. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 지르코니아, 또는 삼산화붕소, 또는 오산화인, 또는 산화제이철, 또는 스트론티아, 또는 이들의 조합을 포함한다.
10. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 지르코니아, 또는 삼산화붕소, 또는 오산화인, 또는 산화제이철, 또는 스트론티아, 또는 이들의 조합을 배제한다.
11. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 지르코니아, 삼산화붕소, 오산화인, 산화제이철, 스트론티아 및 이들의 조합으로부터 선택되는 첨가제를 0.1 중량% 미만 또는 0.05 중량% 미만의 양으로 포함한다.
12. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유에서, 무기 섬유는 적어도 1260℃, 또는 적어도 1280℃, 또는 적어도 1300℃, 적어도 1320℃, 적어도 1340℃, 최대 1380℃, 또는 최대 1400℃ 의 사용 온도를 가진다.
13. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유에서, 무기 섬유는 1400℃ 미만, 또는 1260℃ 내지 1400℃ 미만, 또는 1300℃ 내지 1400℃ 미만, 또는 1260℃ 내지 1380℃, 또는 1300℃ 내지 1380℃ 의 용융 온도를 가진다.
14. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유에서, 무기 섬유는 24 시간 동안 1400℃ 의 온도에 노출한 후 5% 초과의 선형 수축률, 또는 24 시간 동안 1400℃ 의 온도에 노출한 후 5.5% 초과의 선형 수축률, 또는 24 시간 동안 1400℃ 의 온도에 노출한 후 6% 초과의 선형 수축률, 또는 24 시간 동안 1260℃ 의 온도에 노출한 후 4% 미만의 선형 수축률, 또는 24 시간 동안 1260℃ 의 온도에 노출한 후 3.5% 미만의 선형 수축률, 또는 24 시간 동안 1260℃ 의 온도에 노출한 후 3% 미만의 선형 수축률, 또는 24 시간 동안 1300℃ 이상의 온도에 노출한 후 10% 미만의 선형 수축률을 나타낸다.
15. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 7 미만, 또는 6.5 미만, 또는 6 미만, 또는 5.5 미만, 또는 5 미만, 또는 4.5 미만, 또는 4 미만, 또는 3.5 미만, 또는 3 미만, 또는 2.5 미만, 또는 2 미만의 산화칼륨 대 산화리튬의 중량% 비를 포함한다.
16. 임의의 선행하는 진술에 따른 무기 섬유는, 0.2 초과 내지 0.25 미만, 또는 0.3 미만, 또는 0.35 미만, 또는 0.4 미만, 또는 0.45 미만, 또는 0.5 미만의 산화리튬 및 산화칼륨의 합을 포함하거나,
0.25 초과 내지 0.3 미만, 또는 0.35 미만, 또는 0.4 미만, 또는 0.45 미만, 또는 0.5 미만의 산화리튬 및 산화칼륨의 합을 포함하거나,
0.3 초과 내지 0.35 미만, 또는 0.4 미만, 또는 0.45 미만, 또는 0.5 미만의 산화리튬 및 산화칼륨의 합을 포함하거나,
0.35 초과 내지 0.4 미만, 또는 0.45 미만, 또는 0.5 미만의 산화리튬 및 산화칼륨의 합을 포함하거나,
0.4 초과 내지 0.45 미만, 또는 0.5 미만의 산화리튬 및 산화칼륨의 합을 포함한다.
본 개시가 실시형태들 및 선택적인 특징들을 참조하여 설명되었지만, 본 명세서에 개시된 실시형태들의 수정 및 변형은 당업자에 의해 예견될 수 있고, 이러한 수정 및 변형은 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 또한 상기 설명은 예시적이며 제한적이지 않은 것으로 이해되어야 한다. 많은 다른 실시형태들은 상기 설명을 리뷰할 때 당업자에게 명백해질 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 및 표현은 한정적인 용어가 아니라 설명적인 용어로 사용되었으며, 이러한 용어 및 표현의 사용에서 본 명세서에 기재된 바와 같은 미래에 보여지고 기재되는 것의 임의의 균등물 또는 이의 임이의 부분도 배제하려는 의도는 없으며, 본 공개의 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 인지하여야 한다.
Claims (20)
- 내고온성 무기 섬유로서,
72 ~ 77.3 중량% 실리카,
10.5 ~ 15 중량% 마그네시아,
12.4 ~ 17 중량% 칼시아,
0 ~ 1.5 중량% 알루미나, 및
0 ~ 0.6 중량% 총 알칼리 산화물
을 포함하고,
상기 섬유는 적어도 1260℃ 의 사용 온도를 가지며,
상기 섬유는 24 시간 동안 1400℃ 의 온도에 노출한 후 5% 초과의 수축률을 나타내는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 11 ~ 15 중량% 마그네시아 및 13 ~ 17 중량% 칼시아를 포함하는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 시뮬레이션된 폐액에서 6 시간 후 100 ng/㎠-hr 초과의 용해 속도를 나타내는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 0.1 중량% 미만의 스트론티아를 포함하는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 스트론티아를 포함하지 않는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 0 초과 내지 0.5 중량% 산화리튬을 포함하는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 0 초과 내지 0.5 중량% 산화칼륨을 포함하는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 0.5 ~ 1.1 중량% 알루미나를 포함하는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는,
73 ~ 75.8 중량% 실리카,
11 ~ 15 중량% 마그네시아,
13 ~ 17 중량% 칼시아,
0.2 ~ 1.5 중량% 알루미나, 및
0 ~ 0.6 중량% 총 알칼리 산화물
을 포함하는, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 산화칼륨 및 산화리튬을 포함하고, 산화칼륨 대 산화리튬의 중량비가 7 미만인, 내고온성 무기 섬유. - 제 1 항에 있어서,
상기 섬유는 산화칼륨 및 산화리튬을 포함하고, 상기 산화칼륨 및 상기 산화리튬의 합은 0.2 중량% 초과 내지 0.5 중량% 미만인, 내고온성 무기 섬유. - 무기 섬유로서,
72 ~ 77.3 중량% 실리카,
10.2 ~ 15 중량% 마그네시아,
12.5 ~ 17 중량% 칼시아,
0 ~ 1.5 중량% 알루미나, 및
0 ~ 0.6 중량% 총 알칼리 산화물
을 포함하고,
상기 섬유는 적어도 1260℃ 의 사용 온도를 가지며,
상기 섬유는 1400℃ 미만의 용융 온도를 가지는, 무기 섬유. - 제 12 항에 있어서,
73.9 ~ 74.8 중량% 실리카, 10.5 내지 11.5 중량% 마그네시아, 13.0 내지 13.8 중량% 칼시아, 0.6 ~ 1.0 중량% 알루미나, 0.05 ~ 0.15 중량% 산화리튬, 및 0.2 ~ 0.4 중량% 산화칼륨을 포함하는, 무기 섬유. - 제 12 항에 있어서,
상기 섬유는, 73 ~ 75.8 중량% 실리카, 10.5 ~ 15 중량% 마그네시아, 12.4 ~ 17 중량% 칼시아, 0.1 ~ 1.5 중량% 알루미나, 최대 0.5 중량% 산화리튬, 최대 0.5 중량% 산화칼륨, 0.15 중량% 미만의 산화철, 0.1 중량% 미만의 소디아, 및 불가피한 불순물들로 이루어지고, 상기 불순물들은 각각 0.2 중량% 미만을 구성하는, 무기 섬유. - 제 14 항에 있어서,
상기 산화칼륨 및 상기 산화리튬의 합이 0.2 중량% 초과 내지 0.5 중량% 미만이고, 산화칼륨 대 산화리튬의 중량비가 7 미만인, 무기 섬유. - 제 12 항에 있어서,
상기 섬유는 산화칼륨 및 산화리튬을 포함하고, 산화칼륨 대 산화리튬의 중량비가 7 미만인, 무기 섬유. - 제 12 항에 있어서,
상기 섬유는 산화칼륨 및 산화리튬을 포함하고, 상기 산화칼륨 및 상기 산화리튬의 합은 0.2 중량% 초과 내지 0.5 중량% 미만인, 무기 섬유. - 무기 섬유를 제조하는 방법으로서,
72 ~ 77.3 중량% 실리카, 10.2 ~ 15 중량% 마그네시아, 12.5 ~ 17 중량% 칼시아, 0 ~ 1.5 중량% 알루미나, 및 0 ~ 0.6 중량% 총 알칼리 산화물을 포함하는 혼합물을 제조하는 단계,
상기 혼합물을 1400℃ 미만의 온도에서 용융시켜 용융물을 형성하는 단계, 및
상기 용융물을 섬유화하여 무기 섬유를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 무기 섬유는 적어도 1260℃ 의 사용 온도를 가지는, 무기 섬유를 제조하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 혼합물은 산화칼륨 및 산화리튬을 포함하고, 산화칼륨 대 산화리튬의 중량비가 7 미만인, 무기 섬유를 제조하는 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 혼합물은 산화칼륨 및 산화리튬을 포함하고, 상기 산화칼륨 및 상기 산화리튬의 합은 0.2 중량% 초과 내지 0.5 중량% 미만인, 무기 섬유를 제조하는 방법.
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