JPH0251443A - ロックウール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高い圧縮強度、圧縮復元性を有し、更に詳しく
は、Ｖ＆攬岩、鉄鋼スラグ、シリカ成分調整剤としての
シリカ高含有量の天然石を原料として、通常のスラグ系
ロックウールとほぼ同様の繊維化温度を有し、繊維が柔
軟でかつ軽量品の圧縮強度、圧縮復元性に優れたロック
ウールに関する。

このロックウールは鉱物繊維板（天井板）、耐火、保温
、断熱等の材料、アスベスト代替品等、従来の用途拡大
あるいは新規用途開拓を可能にした。

［従来の技術］ 従来、鉄鋼スラグを利用したスラグ系ロックウールは、
鉄鋼スラグに成分調整剤としての珪石等の天然石を加え
、キュポラ類あるいは電気炉等で熔融させ、該熔融物を
遠心力を利用した高速回転体または圧縮空気によるブロ
ーイング、更には遠心力と圧縮空気によるブローイング
とを併用した方式でｒａｍ化製造されている。斯かるス
ラグウール系ロックウールは、ガラスウールより耐熱性
は高いものの、セラミックウールより低く、かつガラス
ウールより圧縮強度、圧縮復元性は劣り、ガラスウール
、セラミックウールより柔軟性がなく、更に無機繊維に
一般的に共通する水に対する侵食が進行しやすい等の性
能上の問題点を有している。

このようなスラグウール系ロックウールの性能と安価に
製造できる利点を反映して、現在不燃性の吸音鉱物質Ｉ
ＩＨ板（天井板）、主として中温〜高温（約５００〜６
００℃）の工業用断熱材、耐火被覆材として多量に使用
されているものの、従来商品分野の用途拡大ならびに新
規用途開拓がなし得ていないのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は従来のスラグ系ロックウールと同様の熔融設備
（キュポラ類または電気炉）でかつ同様の繊維化方式即
ち遠心力または圧縮空気、更には雨音併用による繊維化
方式が可能で、従って安価な原料での製造が可能で、圧
縮強曵、圧縮復元性に優れたロックウールを得ることを
目的になされたものである。

本発明者等は種々検討した結果、撤攬岩を５〜３０重醋
％、熔融状態または固形状態の鉄鋼スラグを５５〜９０
重最％、シリカ成分調整剤を５〜１５重ｆｆｉ％配合し
たものであって、Ｓｉ０　　　３５〜４５重量％ Ａｌ２Ｏ３５〜１５重量％ ＣａＯ２０〜３５重量％ Ｍａｏ　　　　　５〜２０重黴％ ＦｅＯ０〜　５重量％ を主成分とし、不可避成分としてのＴｉＯ２、Ｍｎ０１
Ｎａ　　Ｏ、Ｋ２ＯおよびＳの合計が最大５重量％まで
であるロックウールが、電気炉は勿論従来のキュポラ類
での製造が可能で、かつ圧縮強度、圧縮復元性に優れ、
これより従来のスラグ系ロックウールｌｌｌ連商品（鉱
物質天井板、断熱材、耐火被覆材）の用途拡大、更にア
スベスト代持品等の新規用途開拓を可能にした。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的である圧縮強度、圧縮復元性を向上させる
方法としては、Ｓ　ｉ　０２　、Ｍａｃ。

ＦｅＯの添加が有効である。しかし、単純にＳ　ｉ　Ｏ
２を増加させると、軟化温度が低下し、そのため低い温
度で溶解が開始するために、特にキュポラ類では上部溶
解を生じて炉内圧が上昇し、操業が困難となる。従って
、第一の目的と同様に粘性を低下させる必要があるが、
アルカリ金、属酸化物は繊維強度の向上に寄与せず、ま
たアルカリ土類金属酸化物のうちＣａＯは得られた繊維
を脆くまた劣化し易くするため、好ましくない。従って
、粘性を低下させ、しかも１ｌＩＩ強度を向上させる成
分としてはＭＧＯが適当である。またＦｅＯ成分は粘性
には大きな影響を及ぼさないが、繊維強度向上のために
は、多く配合された方が良い。

このＭｇＯ成分とＦｅＯ成分を安価に添加するために、
第一の目的と同様に撤攬岩を使用するのが好ましい。ｗ
１攬岩は北海道地域に膨大な埋Ｊ１ｉ聞で存在し、安価
に入手することができる。また檄攬岩の少なくとも一部
を、熔融性を損わない程度に、撤攬岩から変成したＭａ
Ｏ高含有の蛇紋岩によって置換することも可能である。

以上の点から本発明の目的を達成するための成分を安価
に得るため、また従来のスラグ系ロックウールの設備を
使用して工業的に繊維を１ｑるためには、ｗｉ攬岩を５
〜３０重量％、鉄鋼スラグを５５〜９０重量％、シリカ
成分調整剤としての天然石を５〜１５重量％を配合した
ものが好ましい。

本発明でのシリカ成分調整剤としての天然石は珪石、陶
石、ろう石等である。得られた混合物の成分範囲は、Ｓ
ｉＯ２については、繊維強度を向トさせるためにはでき
るだけ多い方が望ましいが、粘性が増加すること、また
熔融温度が高くなることから４５重ａ％以トが好ましい
。また、良質なｍｕを得るためには、３５重量％以上必
要である。

耐熱性を向上させるためのＡｌ２Ｏ３は多い方が望まし
いが、熔融温度が極端に上背することから１５重量％以
下が好ましく、また耐熱性を訪なわないためには５重量
％が必要である。ＣａＯは得られた繊維が脆く、劣化し
やすくなるために、３５重ａ％以下、好ましくは３０重
量％以下で、また粘性を低下させる効果を得るために１
０重量％以上が好ましい。得られる繊維の強度、柔軟性
に寄与するＭｏＯは積極的に添加することが望ましいが
、この成分の増加と共に、失透温度が上昇し、操業性が
悪化することから２０％以下が望ましい。

また、５重Ｍ％以下では耐熱性の向上が期待できない。

ＦｅＯは耐熱性、１４１１強度の向上に寄与するが、多
すぎると鉄抜き等の操業上の問題が生ずるため、０〜５
重ω％の範囲が好ましい。なお、不可避成分として、Ｔ
ｉＯ、Ｍｎ０１Ｎａ２０、に２０およびＳが存在しても
よいが、これらの合計量は本発明の目的を損なわないた
めに５重量％以下とする必要がある。

上記原料岩石は、キュポラ類で熔融する場合粒子の大き
さとして１０〜１００＃ｌＩが適当で、これにコークス
燃料を添加する。また、電気炉で熔融する場合であって
、固形状態の鉄鋼スラグを使用する場合の原料岩石粒子
および鉄鋼スラグの大きざは１〜５ｍ、また熔融状態の
鉄鋼スラグを使用する場合の原料岩石粒子の大きさは１
〜５ｍが適当で、カーボンあるいはモリブデン電極を用
いて、１４００〜１６００℃で熔融することができる。

本発明において使用される檄右型は、既に工業的に使用
されているマグネシアに富んだヅン岩といわれるもので
ある。我が国では愛媛系の赤石鉱山産、北海道日高産、
更に福島系石川地方産のものが知られている。鉄鋼スラ
グは特に製鋼出銑の’Ｉｔ造において生ずるスラグであ
る。珪石は市販のものが使用される。

表１に本発明に用いる原料の代表的組成物を記載する。

以下、本発明の実施例について述べる。実施例では、表
１のｗ１１ｇ！岩、鉄鋼スラグ及び珪石を使用した。

実施例１ 粒径１０〜５０ｓのＷ１攬右型０重量％、鉄鋼スラグ８
０重檄％、珪石１０重番％を沢合し、キュポラ類で加熱
熔融し、表２に示す繊維化温度で熔融物を複数の内部冷
却型高速回転体（内径１０インチローター１個、外径１
４インチローター３個、回転数的５００Ｏｒｐｍ）と圧
縮空気流中（約１００ＴｒＬ／秒）で繊維化集綿した。

得られたロックウールの組成の分析および物性の測定結
果を表２に示す。

実施例２ 熔融状態の鉄鋼スラグ６５重量％に、粒径１〜５ｍ１ｉ
のｗＩＮ岩２５重量％、珪石１０重量％を添加し、カー
ボン電極を用いた電気炉で加熱熔融し、ｔｉＡＮ化集綿
した。得られたロックウールの組成の分析および物性の
測定結果を表２に示す。

比較例１ 通常のスラグ系ロックウールを比較例として示す。

配合、組成および測定結果を表２に示す。

表２ ８懸驚埴〒不可避成分（ＴｉＯ２、ＭｎＯ，に２０．Ｎ
ａ２Ｏ，Ｓ測定方法 （１）熔融粘麿 （り　繊維化温度 （３）　　平均繊維径 （４）繊維強度 （５）　　耐熱温度 ＾混用粘度天秤（良計量器製） ２色式放射温度計（チノー製） 試料より任意に１００本の繊 維を取り出し電子顕微鏡写真 （倍率１０００）を撮りその 平均値を示す。

東洋ボールドウィン社製テン シロンを用いて引っ張り破断 荷重を測定し、その値を破断 点の断面積（破断点の繊維径 を電子顕微鏡で測定し断面積 を出す）で割って求めた。上 記測定を約１００本の繊維に ついて測定し、繊維径−引張 強度のグラフを作成し、回帰 式により平均繊維径における 繊維強度（引張強度）を算出 した。

ＪＩＳ　　Ａ９５０４　　熱間荷 （６）圧縮強度 （７）圧縮復元率 重試賎 密度６０Ｋｇ／ＴｒＬ３ノ試料（１ ００ａｓ＋Ｘ　１　００ｍＸ　５０ｍ　）を東洋ボール
ドウィン社製テ ンシロンを用いて１０１Ｍ／分 の速度で５０％の厚さまで圧 縮し、その荷重を測定した。

密度６０Ｋｇ／ＴｒＬ３ノ試料（１ ００ｓ＋Ｘ　１　００ｓ＋Ｘ　５０ＩＭ）を東洋ボール
ドウィン社製テ ンシロンを用いて１０ｍ＋／分 の速度で８０％の厚さまで圧 縮し、直ちに除荷して、１分 後の厚さを測定し、元の厚さ から復元率を算出した。

［発明の効果］ 以上、実施例１及び２に述べたように、本発明のロック
ウールはＪａ攬右型必要なら一部蛇絞宕を使用すること
により、電気炉は勿論、従来のスラグ系ロックウールの
熔融設備（キュポラ炉等）で、Ｓ　ｉ　０２　、ＭＱＯ
成分を増加させて、熔融繊維化することが可能で、工業
的に安価に製造でき、しかも耐熱性、圧縮強度、圧縮復
元性に優れた性能を有することが理解されよう。これに
より、従来のロックウール関連商品（天井板、高強度断
熱、保温板等の断熱材、例えば屋根用断熱材や浮床工法
用断熱下地材、耐火被覆材あるいはブレーキライニング
用充填材等）分野の用途拡大ならびにアスベス］・代替
品を可能にした。また、圧縮復元性が良いために輸送、
保管の際コンパクトに梱包ができ、場所を取らないとい
う利点がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）搬攬岩を５〜３０重量％、熔融状態または固形状
   態の鉄鋼スラグを５５〜９０重量％、シリカ成分調整剤
   を５〜１５重量％配合したものであつて、 ＳｉＯ＿２　３５〜４５重量％ Ａｌ＿２Ｏ＿３　５〜１５重量％ ＣａＯ　２０〜３５重量％ ＭｇＯ　５〜２０重量％ ＦｅＯ　０〜５重量％ を主成分とし、不可避成分としてのＴｉＯ＿２、ＭｎＯ
   、Ｎａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯおよびＳの合計が最大５重量％
   までであることを特徴とするロックウール。
2. （２）シリカ成分調整剤が、珪石、陶石、ろう石、等の
   天然石から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の
   ロックウール。