JP2000504667A - 鉱物ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、耐高温性を有する貧鉄（ｉｒｏｎ ｐｏｏｒ）鉱物ファイバに関する。前記鉱物ファイバは、重量％で以下の組成を有する、ＳｉＯ₂３５−４５，Ａｌ₂Ｏ₃ １８−２５，ＴｉＯ₂ ０−３，ＭｇＯ １２−２０，ＣａＯ １０−２０， Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０−３，鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） ０−３，Ｂ₂Ｏ₃０−３，Ｐ₂Ｏ₅ ０−４，その他０−３、ここでＦｅＯ＋ＭｇＯの和≧１５重量％。

Description

【発明の詳細な説明】 鉱物ファイバ 本発明は、ファイバ化可能な鉱物ファイバ（鉱物繊維）組成物と、該組成物か ら製造される耐高温性を有する鉱物ファイバに関する。 岩石、スラグ、その他等の鉱物原料の溶解及び遠心分離によって製造される鉱 物ファイバは、主として、主に建築産業に於いて断熱及び防音の目的で使用され る鉱物ファイバマット及びブランケットの製造に使用されている。このように製 造されたマットは、熱及び音に対して良好な断熱防音性（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）を示すことに加えて、近年、労働衛生的観点から、このマッ トの特性により注目が集まり始めている。 市場に於いては、様々な断熱特性のみならず、様々な耐温度性をも示す多種多 様な断熱防音材が入手可能である。ここで、耐温度性鉱物ファイバ製品とは、そ の形状及び寸法が大きく変わることなく、長時間に渡って高温に耐えることので きる製品のことをいう。従って、このような製品は、防火の観点から興味を持た れる。 従来のガラスファイバは、約５５０℃以下の耐温度性を有し、これに対して、 従来のロックウールの耐温度性はそれよりも良好で約７００℃までである。しか しながら、１１００〜１２００℃までの更に高い耐温度性を有する製品が注目さ れており、そのような製品も市場に於いて入手可能である。 このような耐温度性ファイバ製品は、その主要酸化物成分として、酸化珪素Ｓ ｉＯ₂と、酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃と、更に、多くの場合、酸化カルシウムＣ ａＯや酸化マグネシウムＭｇＯ等のアルカリ土金属酸化物を含有している。更に 、このような製品には、酸化チタンＴｉＯ₂、酸化マンガンＭｎＯ、酸化ホウ素 Ｂ₂Ｏ₃、酸化ジルコニウムＺｒＯ₂、酸化クロムＣｒ₂Ｏ₃、酸化アルカリ、酸化 ナトリウム及び酸化カリウムＮａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏ等の他の酸化物や、更に、混入物 を様々な量、含有していることもある。この点に関する公知例として、たとえば 、ＵＳ４，４６１，８４０及びＤＥ ＯＳ １ ４９６ ６６２が挙げられる。 後者の公報に依れば、原料溶解物が、約４−１２％の鉄酸化物を含有する場合に 、特に有利な組成物が得られる。この鉱物溶解物に於いて、前記鉄酸化物は、主 として、二価鉄（約７５−９０％）として含有され、それよりも低い割合で三価 鉄（約２５−１０％） として含有される。前記鉱物溶解物の鉄含有量は、多くの経済的に魅力的な原料 が、多少とも鉄を含有しているというという事実から生じる結果である。二価鉄 の存在は、ファイバの耐温度性に対して有利な作用を有し、この理由に依りその 存在は有用である。しかしながら、最近に於いては、鉱物ファイバ、特に、耐温 度性のみならず、生体流体に対して高い溶解性をも有するファイバに於ける、鉄 の潜在的毒性が真剣に注目され始めている。 従って、その毒性の危険に依り、鉱物ファイバに於ける鉄の総含有量を最小限 にする必要がある。しかしながら、これによって耐温度性が損なわれてしまう。 本発明に依れば、この少量の鉄を使用した場合に耐温度性が低下するという問 題は、その主要酸化物成分として、二酸化珪素と、酸化アルミニウムと、酸化カ ルシウムとを含有する鉱物ファイバによって解決される。前記問題は、二価鉄が 不在又は低レベルでしか含有されていないことによる耐温度性の低下を、その組 成に、酸化マグネシウムを、この酸化マグネシウムＭｇＯと酸化鉄ＦｅＯとの総 量が少なくとも１５重量％となるように含ませることによって解決される。この ように構成することにより、耐温度性と低い毒性とを共に備えた鉱物ファイバ組 成物が得られる。 より詳しくは、本発明は、重量％で以下の組成を有する鉱物ファイバに関する 、即ち、 ＳｉＯ₂ ３５−４５ Ａｌ₂Ｏ₃ １８−２５ ＴｉＯ₂ ０−３ ＭｇＯ １２−２０ ＣａＯ １０−２０ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０−３ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） ０−３ Ｂ₂Ｏ₃ ０−３ Ｐ₂Ｏ₅ ０−４ その他 ０−３、 ここでＦｅＯ＋ＭｇＯの和≧１５重量％。 上記の「その他」の成分とは、上記製造ファイバの特性にとって大きな重要性 を持たない含有される可能性のある混入物をいう。 ０ないし約１５％の範囲に於いて、酸化アルミニウムの含有量は、生物学的溶 液中に於けるファイバの安定性に比例する、即ち、組成物に含まれる酸化アルミ ニウムの量が多ければ多いほど、その製品はより安定性が高い、即ち、溶解度が 低い、ということが知られている。しかしながら、より高いレベルに於いては、 この傾向が逆転し、ファイバの溶解性は、酸化アルミニウムの含有量と共に増加 する。本発明に依れば、このように製造されたファイバは、良好な耐温度性を有 し、しかも、生物学的溶液中に於いて低い毒性と高い溶解度とを有する。 好ましくは、前記組成物は、実質的に同量の、ＭｇＯとＣａＯを含有する。本 発明の別の好適実施例に依れば、ＦｅＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯの和≦３２重量％であ る。 一好適実施例に依れば、本発明は、重量％で以下の組成を有するファイバに関 する、即ち、 ＳｉＯ₂ ３８−４２ Ａｌ₂Ｏ₃ １８−２２ ＴｉＯ₂ １−３ ＭｇＯ １４−１８ ＣａＯ １４−１８ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０−２ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） １−３ Ｂ₂Ｏ₃ １−２ Ｐ₂Ｏ₅ １−２ その他 ０−２、 ここでＦｅＯ＋ＭｇＯの和≧１５重量％。 本発明の非常に特殊な実施例に依れば、重量％で以下の組成を有するファイバ に関する、即ち、 ＳｉＯ₂ ３８ Ａｌ₂Ｏ₃ ２０ ＴｉＯ₂ ２ ＭｇＯ １５ ＣａＯ １５ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ １ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） ３ Ｂ₂Ｏ₃ ２ Ｐ₂Ｏ₅ ２ その他 ２。 前記鉱物組成物は、石、砂、ドロマイト、アパタイト、オリビン、ガラス、又 はその他のスラグ、等の適当な原料と、その他適当な廃物とを、従来の方法に依 って、適当な割合で混合することによって製造される。一好適実施例に依れば、 前記主要原料は、既にその製品自身が貧鉄状態であることから、製鉄から得られ るスラグである。 酸化アルミニウムの所望増加分は、たとえば、ボーキサイト等を適当な量含有 する適当なアルミ材を添加することによって得られる。鉱物ファイバは上記組成 物から、従来の方法、たとえば、カスケード遠心分離、によって製造される。 以下の例は、本発明を限定することなくこれを例示するものである。 例 キュポラ炉に、下記の表に示す組成物を、重量％で示す量、投入する。 得られた溶解物から、従来方法により、カスケード遠心分離によってファイバ を得て、これらファイバを、コンベア上に収集し鉱物ファイバマットを形成する 。この鉱物ファイバは下記の組成を有している。 ＳｉＯ₂ ４０．０ Ａｌ₂Ｏ₃ ２１．２ ＴｉＯ₂ １．２ ＭｇＯ １７．８ ＣａＯ １５．５ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０．４ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） １．７ Ｂ₂Ｏ₃ ０ Ｐ₂Ｏ₅ １．７ その他 ０．５。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．重量％で以下の組成を有することを特徴とする鉱物ファイバ、 ＳｉＯ₂ ３５−４５ Ａｌ₂Ｏ₃ １８−２５ ＴｉＯ₂ ０−３ ＭｇＯ １２−２０ ＣａＯ １０−２０ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０−３ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） ０−３ Ｂ₂Ｏ₃ ０−３ Ｐ₂Ｏ₅ ０−４ その他 ０−３、 ここでＦｅＯ＋ＭｇＯの和≧１５重量％。 ２．請求項１の鉱物ファイバであって、実質的に同量の、ＭｇＯとＣａＯを含有 することを特徴とする。 ３．請求項１又は２の鉱物ファイバであって、ＦｅＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯの和≦３ ２重量％であることを特徴とする。 ４．請求項１、２又は３の鉱物ファイバであって、重量％で以下の組成を有する ことを特徴とする、 ＳｉＯ₂ ３８−４２ Ａｌ₂Ｏ₃ １８−２２ ＴｉＯ₂ １−３ ＭｇＯ １４−１８ ＣａＯ １４−１８ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０−２ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） １−３ Ｂ₂Ｏ₃ １−２ Ｐ₂Ｏ₅ １−２ その他 ０−２、 ここでＦｅＯ＋ＭｇＯの和≧１５重量％。 ５．請求項４の鉱物ファイバであって、重量％で以下の組成を有することを特徴 とする、 ＳｉＯ₂ ３８ Ａｌ₂Ｏ₃ ２０ ＴｉＯ₂ ２ ＭｇＯ １５ ＣａＯ １５ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ １ 鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃＋ＦｅＯ） ３ Ｂ₂Ｏ₃ ２ Ｐ₂Ｏ₅ ２ その他 ２。