JP5890515B2 - 生溶解性ミネラルウール繊維組成物およびミネラルウール繊維 - Google Patents

Description

本発明は、生溶解性ミネラルウール繊維組成物およびミネラルウール繊維に関する。

セラミック繊維、特にミネラルウール（Ｍｉｎｅｒａｌ Ｗｏｏｌ／Ｒｏｃｋ Ｗｏｏｌ／石綿）は、玄武岩、安山岩などのケイ酸塩系鉱石を、１，５００〜１，７００℃の高熱で溶融し、高速気流またはスピナーの高速回転力を用いて繊維化した人造鉱物繊維である。一般に、広く普及した通常のミネラルウールは、ＳｉＯ_２３０〜５０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３５〜２０質量％、ＦｅＯ＋Ｆｅ_２Ｏ_３１〜１５質量％、ＣａＯ１５〜４５質量％、およびＭｇＯ１〜２０質量％を主成分として製造され、断熱性、不燃性および耐熱性に優れて保温材、断熱材、吸音材、防音材、その他の様々な用途に使われる製品である。従来では、上記の組成にて、ＭｇＯおよびＦｅ_２Ｏ_３を増加させるとともにアルカリ金属を最小化して、耐熱性に一層優れたミネラルウール製品を製造するための研究が大部分であったが、最近では、ＭＭＶＦ（Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｖｉｔｒｅｏｕｓ Ｆｉｂｅｒｓ）製品の微細繊維が、呼吸器を介して肺に長期間蓄積された場合、肺に疾患を引き起こす可能性についての論議が台頭し始めた。

一般に、セラミック繊維は、人体の疾病と関係があるという直接証拠はないものの、破砕した繊維が呼吸により肺に吸入されて蓄積された場合、人体に害をもたらす可能性がある。しかし、生理学的媒質に対する溶解度を増加させ、蓄積された繊維を体外に排出させることで有害の可能性を最小化することができる。このような生溶解性の向上と同時に、既存のミネラルウール組成が持っている基本的な特徴、すなわち繊維化が可能でなければならず、使用中に耐熱温度が１０００〜１１００℃に達するように耐熱性を向上させ、且つ十分な耐久性および断熱性を有するミネラルウール組成に関する研究が盛んに行われてきた。

一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含量を減少させることにより、ＫＩ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘ）値を増加させて生溶解性を高めることができることが知られている。

ところが、Ａｌ_２Ｏ_３の組成が不可避に含まれているケイ酸塩系鉱石を塊状として使用するキュポラ（Ｃｕｐｏｌａ Ｆｕｒｎａｃｅ）溶融工程ではＫＩ値を高めることに限界があり、現実的には接近することが難しい条件でしかない。これにより、Ａｌ_２Ｏ_３の含量が増加してＫＩ（Ｎｕｍｂｅｒｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘ）値が３０未満、場合によっては２０未満であっても生溶解性および耐水性に優れるセラミック繊維の製造が求められている。

そこで、本発明の目的は、体内吸収の際に、より効果的に体液に溶解して容易に体外へ排出されることができる特性を有するミネラルウール繊維組成物およびミネラルウール繊維を開発し、人体に及ぼす影響を最小化することにある。

本発明の他の目的は、Ａｌ_２Ｏ_３の含量が増加してＫＩ値が低くても生溶解度に優れるミネラルウール繊維組成物及びミネラルウール繊維を提供することにある。

本発明の別の目的は、既存のミネラルウール繊維の組成を改質して耐熱性、耐水性、熱伝導率および復元力が、従来のミネラルウール繊維の水準を維持しながら、溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上である、生溶解性に優れるミネラルウール繊維組成物を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の合計含有量４５〜６７質量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計含有量２０．１〜５０質量％、並びにその他の成分を含む、生溶解性ミネラルウール繊維組成物が提供される。

ここで、本発明の溶解性ミネラルウール繊維組成物は、ＳｉＯ_２３０〜４５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３１５〜２２質量％、酸化鉄（ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３のうち、少なくとも１種を含む）８〜１２質量％、ＣａＯ１５〜３０質量％、ＭｇＯ５〜１５質量％、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうち、少なくとも１種を含む）０．１〜５質量％を含むことを特徴とする。

また、本発明の生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、前記Ａｌ_２Ｏ_３１７〜２０質量％、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１種を含む）１〜２質量％を含むことを特徴とする。

また、本発明の生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１種を含む）／Ａｌ_２Ｏ_３の質量比が０．５未満であることを特徴とする。

また、本発明の生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３を必須として含み、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうちの３種以上を含む生溶解性ミネラルウール繊維組成物であって、人工体液に対する溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上であることを特徴とする。

また、本発明の生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、繊維延伸粘度温度と液相温度との差が８０℃以上であることを特徴とする。

また、本発明の生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、耐水性が０．８％以下であることを特徴とする。

本発明の他の観点によれば、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３を必須として含み、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＦｅＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうちの３種以上を含む生溶解性ミネラルウール繊維組成物であって、Ａｌ_２Ｏ_３の含量が１０質量％以上であり、式［（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）−２×Ａｌ_２Ｏ_３］の値（質量％で計算する）が２０以下であり、人工体液に対する溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上である、生溶解性ミネラルウール繊維組成物が提供される。

本発明の別の観点によれば、前記生溶解性ミネラルウール繊維組成物を用いて製造された生溶解性ミネラルウール繊維が提供される。

本発明に係る生溶解性ミネラルウール繊維組成物およびこれを用いて製造された生溶解性ミネラルウール繊維は、組成の改質および最適化によって人工体液に対する生溶解度が著しく向上し人体の肺への吸入の際にも容易に溶解、除去できるため、人体に対する有害性を大幅に減少させることができるうえ、優れた耐水性を持っており、既存のロータリー（Ｒｏｔａｒｙ）工程に適用可能であるという利点がある。

また、生分解性能を示す既存のセラミック繊維は、ＫＩ値を高めるためにＡｌ_２Ｏ_３の含量を人為的に低くし、純度が高い比較的高価な原料を使用したが、これに対し、本発明の組成は、純度が低いＡｌ_２Ｏ_３をある程度含む低廉な原料を使用しながら、既存の製品と同等またはそれより優れた生分解性能を示すため、使用原料の幅を広めることができ、原料コストを節減することができるという利点がある。さらに、水分に対する耐久性に優れるうえ、既存の組成より低い液相温度と繊維延伸粘度温度（ｌｏｇη３．０）を示すため、繊維化の際に必要なエネルギーを省いてコスト節減を誘導することができる。

以下、本発明に係る生溶解性ミネラルウール繊維組成物などを詳細に説明する。

本発明は、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３を必須として含み、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＦｅＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうちの３種以上を含む生溶解性ミネラルウール繊維組成物を提供する。

前記生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の合計含有量４５〜６７質量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計含有量２０．１〜５０質量％、並びにその他の残余成分を含むことができる。

前記生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、ＳｉＯ_２３０〜４５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３１５〜２２質量％、酸化鉄（ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の少なくとも１種含む）８〜１２質量％、ＣａＯ１５〜３０質量％、ＭｇＯ５〜１５質量％、およびＲ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１種含む）０．１〜５質量％を含むことができる。

本発明は、生溶解性を向上させるものの、工程上加工性などの別の問題を引き起こすおそれがある、その他の酸化物であるＰ_２Ｏ_５、ＳＯ_３などを添加することなく、既存のミネラルウール繊維の組成中のアルミナ含量を増加させ、他の酸化物の組み合わせを介することで耐熱性などの物性の低下なしに生溶解性を増加させた新しい生溶解性ミネラルウール繊維組成物に関する。本発明に係る生溶解性ミネラルウール繊維組成物を構成成分によってさらに詳細に説明する。

まず、ミネラルウール繊維の主成分であるＳｉＯ_２は、ガラスの基本構造を形成する網目構造形成剤（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｏｒｍｅｒ）の役割を果たし、全体繊維組成物に対して３０〜４５質量％で含有することが好ましいが、仮にその含有量が３０質量％未満の場合には、相対的にＡｌ_２Ｏ_３およびアルカリ土類金属酸化物またはアルカリ金属酸化物の増加により原材料費が上昇し、このように製造された繊維は耐水性などの機械的物性に劣り、仮にその含有量が４５質量％を超える場合には、溶融組成物の溶融温度および繊維延伸粘度温度が増加するため、製造された繊維は直径が大きく、繊維化が困難である。

網目形成酸化物であるＳｉＯ_２に基づいて、耐水性を有する中間酸化物であるＡｌ_２Ｏ_３を添加し、溶融温度を低くし、網目形成酸化物が作る網目に入ってガラスの性質に影響を及ぼしうる修飾酸化物としてＲ_２Ｏ（Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）、ＲＯ（ＣａＯ、ＭｇＯ）などを添加することができる。

中間形成酸化物であるＡｌ_２Ｏ_３は、１０質量％以上３０質量％以下で含有できるが、好ましくは１５〜２２質量％で含有される。特に、前記Ａｌ_２Ｏ_３は１７〜２０質量％で含有できる。Ａｌ_２Ｏ_３は、液相線近くのガラス溶融物の粘度を増加させてガラスの結晶化を制御し、繊維の耐水性を向上させる。特に、Ａｌ_２Ｏ_３の適切な含量が生溶解性および耐熱度に多くの影響を与えるため、他の組成との適切な構成が求められる。

繊維組成物中の修飾酸化物であるＲ_２Ｏは、ガラスの非架橋酸素を生成させることによりガラス溶融時の溶融を円滑に行わせる溶融剤として作用する。ここで、Ｒ_２Ｏはアルカリ金属酸化物であってもよい。例えば、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏなどが挙げられる。この２種のアルカリ金属酸化物は、生溶解性を大幅に増加させるものの、繊維の耐水性には悪い影響を及ぼし、繊維のつぶれおよび復元率にも影響を与える成分である。よって、このような生溶解性、耐水性および経済的な面を考慮すると、繊維組成物中のＮａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含量は０．１〜５質量％であることがよい。特に１〜２質量％であってもよい。また、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１種含む）／Ａｌ_２Ｏ_３の質量比が０．５未満であってもよい。その質量比が０．５以上の場合には耐水性が低下するおそれがある。

繊維組成物中の別の修飾酸化物であるＲＯは、製造された繊維の生溶解性を高め、ガラス溶融液の粘度を減少させて繊維化に役立つ効果がある。ここで、ＲＯはアルカリ土類金属酸化物であってもよい。例えば、ＣａＯとＭｇＯが挙げられる。さらに、アルカリ金属酸化物の導入により低下する化学的耐久性を改善する効果がある。そして、ＭｇＯは、結晶化が起こる温度を減少させ、ＣａＯより生溶解性にさらに多くの効果を与えることが可能な組成物である。このようなＣａＯとＭｇＯは、繊維組成物に対してそれぞれ１５〜３０質量％、５〜１５質量％使用できる。特に、ＣａＯとＭｇＯとの混合使用量が全体組成物に対して２０〜４５質量％であることが好ましく、仮にその含有量が２０質量％未満の場合には、溶融温度の急激な上昇をもたらし、仮にその含有量が４５質量％を超える場合には、繊維化温度と結晶化温度との差が減少して繊維化作業の際に結晶の生成可能性が増加するため、安定な繊維製造が困難になるという問題点が生じうる。

上記の組成を満足する生溶解性ミネラルウール繊維組成物は、人工体液に対する溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上である生溶解性ミネラルウール繊維として提供されることができる。

また、繊維延伸粘度温度と液相温度との差が８０℃以上であり、繊維化の際にスピナーの結晶化生成などの工程上の問題なしに安定な繊維生産が可能である。

また、Ａｌ_２Ｏ_３の含量が１０質量％以上であり、式［（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）−２×Ａｌ_２Ｏ_３］の値（質量％で計算する）が２０以下であり、且つ人工体液に対する溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上であってもよい。

本発明に係るガラス繊維は、通常のロータリー工程に適用して製造可能である。このように製造された本発明に係る生溶解性ガラス繊維は、既存の組成を大きく変化させることなく改質して３〜１０μｍの繊維平均直径を有し、人工体液に対する溶解度が高く、且つ耐水性にも優れることを特徴とする。

以下、実験例および比較実験例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、これらの実験例および比較実験例は、本発明の理解を容易にするために例示するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

実験例１〜６および比較実験例１〜７
下記表２（実験例）および表３（比較実験例）のような成分と含量を有するミネラルウール繊維組成物を製造し、ミネラルウール繊維組成物を溶鉱炉（ｓｍｅｌｔｅｒ）で溶融させて、溶融物を内部に小さい穴が開いたスピナー（ｓｐｉｎｎｅｒ）という回転装置に滴下させ、遠心力を用いて繊維を生産するロータリー工程によって、ガラス繊維を製造した。その後、得られたガラス繊維の物性を次のような方法で測定した。その結果を下記表２および表３に示す。

１．溶解速度定数（Ｋ_ｄｉｓ）
前記実験例および比較実験例によって製造された繊維の体液に対する溶解度を評価するために、次のような方法で人工体液の溶解速度定数を求めた。ガラス繊維の体内生溶解性は人工体液に対する繊維の溶解度を基準として評価するが、前記溶解度を基準とした体内残留時間を比較した後、次の数式１を用いて溶解速度定数（Ｋ_ｄｉｓ）を計算した。その結果を下記表１および表２に示す。

式中、ｄ_０は初期平均繊維径、ρは繊維の初期密度、Ｍ_０は初期繊維の質量、Ｍは溶解して残った繊維の質量、ｔは実験時間をそれぞれ示す。

繊維の溶解速度を測定するために使用した人工体液（Ｇａｍｂｌｅ溶液）１Ｌに入っている組成成分の含量（ｇ）を下記表１に示す。

前記実験例および比較実験例のガラス繊維を、プラスチックフィルター支持台で固定された０．２μｍのポリカーボネートメンブランフィルター（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｆｉｌｔｅｒ）の薄い層の間に置き、前記人工体液を前記フィルターで濾過して溶解速度を測定した。実験が行われる間、継続的に人工体液の温度を３７℃、流量を１３５ｍＬ／日に調節し、ＨＣｌを用いてｐＨを４．５±０．１に維持した。長期間にわたっての繊維の溶解度を正確に測定するために、繊維を２１日間浸出（ｌｅａｃｈｉｎｇ）させながら、特定の間隔（１、４、７、１１、１４、２１日）で濾過した人工体液を誘導結合プラズマ分光分析法（ＩＣＰ、Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を用いて、溶解したイオンを分析した後、その結果を用いて前記数式１で溶解速度定数（Ｋ_ｄｉｓ）を求めた。

２．熱間荷重温度
一定規格のミネラルウールパッドを加熱容器に入れ、その上に単位ｃｍ^２当たりの質量が５ｇとなるように調整した荷重板および測定棒を設置し、室温にて測定棒の先端の高さをスケールで読み取って記録する。次に加熱炉を加熱し、熱電対によって炉内温度を測定する。熱電対の位置は、垂直方向では加熱容器の中央部、水平方向では加熱容器の外面から２０ｍｍ離れたところとする。加熱、昇温速度は、試料の熱間収縮温度の仮定値から約２００℃低い温度までは約５℃／分とし、その後は約３℃／分とする。加熱開始から１０分間隔で炉内温度および測定棒の先端の高さを測定して記録する。試料の熱間収縮温度の仮定値近くではこれを３分間隔で測定する。熱膨張による測定棒自体の伸長を補正するために、予め炉内温度に対する測定棒の伸長を測定して補正曲線を作成し、これに基づいて測定棒の先端位置を補正する。

厚さ収縮率は下記数式２を用いて求める。

Ａ：常温で荷重板および測定棒を載置したときの試料の厚さ（ｍｍ）
Ｂ：加熱中の試料の厚さ（ｍｍ）

測定された厚さ収縮率が１０％となる温度を測定して熱間荷重温度を求める。

３．熱間線収縮率
（１）Ｓｌｏｗ ｈｅａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ
ミネラルウール繊維の熱間線収縮率を測定するために、繊維をパッド（ｐａｄ）形態の試片に製造した後、これを実験に使用した。まず、繊維２２０ｇを０．２％の澱粉溶液で十分に解繊した後、３００・３００ｎｍの鋳型に鋳込み、解繊された繊維を揃えて面偏差を少なくした後、鋳型の底部から排水することにより、パッドを製造した。前記パッドを１００℃のオーブンで２４時間以上、十分に乾燥させた後、１００×１００×２５ｍｍのサイズに切断して試片を製造し、白金またはセラミックなどの十分な耐熱性を有する材料を用いて測定点を表示した後、ノギス（ｖｅｒｎｉｅｒ ｃａｌｉｐｅｒｓ）を用いて測定点間の距離を綿密に測定し、しかる後に、前記パッドを炉（ｆｕｒｎａｃｅ）に位置させて１０００℃で２４時間それぞれ加熱した後、ゆっくり冷却させた。前記冷却した試片の測定点間の距離を測定して熱処理前後の測定結果を比較した。下記数式３を用いて線収縮率を計算した。

ここで、ｌ_０は試験片マーク間の最初の距離（ｍｍ）を示し、ｌ_１は加熱後の試験片マーク間の長さ（ｍｍ）を示す。

（２）Ｈｏｔ Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ
ミネラルウール繊維の熱間線収縮率を測定するために、繊維をパッド（Ｐａｄ）形態の試片に製造した後、実験に使用した。まず、繊維２２０ｇを０．２％の澱粉溶液で十分に解繊した後、３００・３００ｍｍの鋳型に鋳込み、解繊された繊維を揃えて面偏差を少なくした後、鋳型の底部から排水することにより、パッドを製造した。前記パッドを１００℃のオーブンで２４時間以上、十分に乾燥させた後、１００×１００×２５ｍｍのサイズに切断して試片を製造し、白金またはセラミックなどの十分な耐熱性を有する材料を用いて測定点を表示した後、ノギスを用いて測定点間の距離を綿密に測定し、しかる後に、前記パッドを、１０００℃で加熱された炉（ｆｕｒｎａｃｅ）に位置させて１時間それぞれ加熱した後、常温で冷却させた。前記冷却した試片の測定点間の距離を測定して熱処理前後の測定結果を比較した。上記数式３を用いて線収縮率を計算した。

４．耐水性（％）
ＤＧＧ重量減量方法を使用した。この方法は１０ｇ程度のガラス（３６０〜４００μｍ）を１００ｍＬの蒸留水で５時間沸騰させ、急速冷却させて濾過（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）した後、濾液を１５０℃で乾燥させ、減量した重量を測定して百分率で表す方法である。

５．液相温度（Ｌｉｑｕｉｄｕｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、℃）
液相温度はガラス内の結晶が生成できる最大温度として定義でき、ＡＳＴＭ Ｃ８２９−８１に準拠して測定した。

６．繊維延伸粘度温度（ｌｏｇη３．０、℃）
繊維延伸粘度温度は、ガラス溶融物の粘度が大略１０００ｐｏｉｓｅとなる温度を測定することにより得られる。この温度近くで繊維化作業が行われる。

前記表２の実験例１〜６に示すように、本発明の組成領域では、酸化アルミニウムの含量が高い理由などによりＫＩの値が２０以下と低いものの、溶解速度定数値が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上、具体的に溶解速度定数値が３０５〜４１７ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒの値を示しているから、生溶解度に優れることが分かる。これは、ＫＩの値が３０以上になれば生溶解性に優れるという常識の崩壊を意味する。

比較実験例１の場合は、ＳｉＯ_２の含量がやや高く、ＭｇＯの含量が低くて生溶解性が相対的に劣ることが分かる。

また、比較実験例２の場合は、高いＳｉＯ_２の含量と、相対的に溶解速度定数値に役立つＣａＯなどの含量減少により比較的低い溶解速度定数値を示し、高いＳｉＯ_２含量により繊維延伸粘度温度が高くなることが分かる。これは低い繊維延伸粘度温度によりスピナーの寿命を延長することができるうえ、繊維生産工程中に問題とされる結晶の析出可能性を低くして安定な繊維生産を行うことができるようにするという観点から、欠点として作用する。

比較実験例３および４は、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の含量が低いミネラルウール繊維組成物であって、溶解速度定数値は比較的高い値を持っているものの、ＲＯおよびＲ_２Ｏの高含量により耐水性が低下し、原材料費上昇の原因となる。

比較実験例５は、Ａｌ_２Ｏ_３の含量が２３．４２質量％であって、含量が大幅に高くなって溶解度が急激に悪くなることが分かる。また、繊維延伸粘度温度（ｌｏｇη３．０）と液相温度との差が８０℃未満、すなわち８℃であって、ガラス組成物がスピナー内で結晶化するなど、繊維工程に悪影響を及ぼすおそれがある。

比較実験例６は、Ｆｅ_２Ｏ_３の含量が少なく、Ｒ_２Ｏの含量が５質量％を超過する特殊条件により、溶解度が急激に悪くなるものと推測される。

比較実験例７は、ミネラルウール繊維組成物におけるＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３＞０．５以上となって耐水性が急激に低下することが分かる。

本発明に係るミネラルウール繊維組成物は、各酸化物の含量を適切に変化させることで物性には大きな変化を与えないものの、生溶解性および耐水性に優れる繊維を製造することができ、繊維延伸粘度温度（ｌｏｇη３．０）と液相温度も低いという特性を示しており、繊維化温度領域でｌｏｇη３．０と液相温度との差も８０℃以上であって、繊維化の際にスピナーの結晶化生成など工程上の問題なしに安定的な繊維生産が可能である。

上述した実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一実施例にのみ限定されるものではない。ひいては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野における通常の知識を有する者によって別の実施例に対しても組み合わせまたは変形がなされて実施可能である。したがって、それらの組み合わせおよび変形に関する内容は本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

本発明に係る生溶解性ミネラルウール繊維組成物およびこれを用いて製造された生溶解性ミネラルウール繊維は、組成の改質および最適化によって人工体液に対する生溶解度が著しく向上して人体の肺への吸入の際にも容易に溶解、除去できるため、人体に対する有害性を大幅に減少させることができるうえ、優れた耐水性を持っており、既存のロータリー（Ｒｏｔａｒｙ）工程に適用可能であるという利点を持っており、原料コストの節減および省エネルギーが可能であって産業的に有用である。

Claims (7)

1. 組成物の総質量に対して、ＳｉＯ_２３０〜４５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜２２質量％、酸化鉄（ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の少なくとも１種を含む）８〜１２質量％、ＣａＯ２０．５〜３０質量％、ＭｇＯ５〜１５質量％、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうち少なくとも１種を含む）０．１〜５質量％を含み、
   前記組成物の総質量に対して、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の合計含有量が４５〜６０質量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計含有量が２９．２〜４０質量％であり、
   人工体液に対する溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ ^２ ・ｈｒ以上である生溶解性ミネラルウール繊維組成物。
2. 前記組成物の総質量に対して、Ａｌ_２Ｏ_３１７〜２０質量％、およびＲ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１種を含む）１〜２質量％を含む、請求項１に記載の生溶解性ミネラルウール繊維組成物。
3. Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの少なくとも１種を含む）／Ａｌ_２Ｏ_３の質量比が０．５未満である、請求項１に記載の生溶解性ミネラルウール繊維組成物。
4. 繊維延伸粘度温度と液相温度との差が８０℃以上である、請求項１に記載の生溶解性ミネラルウール繊維組成物。
5. 耐水性が０．８％以下である、請求項１に記載の生溶解性ミネラルウール繊維組成物。
6. 組成物の総質量に対して、ＳｉＯ_２３０〜４５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜２２質量％、酸化鉄（ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の少なくとも１種を含む）８〜１２質量％、ＣａＯ２０．５〜３０質量％、ＭｇＯ５〜１５質量％、Ｒ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのうち少なくとも１種を含む）０．１〜５質量％を含む生溶解性ミネラルウール繊維組成物であって、
   前記組成物の総質量に対して、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の合計含有量が４５〜６０質量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合計含有量が２９．２〜４０質量％であり、
   式［（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）−２×Ａｌ_２Ｏ_３］の値（質量％で計算する）が２０以下であり、人工体液に対する溶解速度定数が３００ｎｇ／ｃｍ^２・ｈｒ以上である、生溶解性ミネラルウール繊維組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項の生溶解性ミネラルウール繊維組成物からなる生溶解性ミネラルウール繊維。