無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備
【課題】使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備を提供する。
【解決手段】一部が結晶化した生体溶解性無機繊維と、無機バインダーとを含み、前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成を有するＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維又はＳｉＯ２／ＣａＯ繊維であることを特徴とする無機繊維質成形体。［ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維］ＳｉＯ２６６〜８２重量％、ＣａＯ１〜９重量％、ＭｇＯ１０〜３０重量％、Ａｌ２Ｏ３３重量％以下；［ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維］ＳｉＯ２６６〜８２重量％、ＣａＯ１０〜３４重量％、ＭｇＯ３重量％以下、Ａｌ２Ｏ３５重量％以下
【解決手段】一部が結晶化した生体溶解性無機繊維と、無機バインダーとを含み、前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成を有するＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維又はＳｉＯ２／ＣａＯ繊維であることを特徴とする無機繊維質成形体。［ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維］ＳｉＯ２６６〜８２重量％、ＣａＯ１〜９重量％、ＭｇＯ１０〜３０重量％、Ａｌ２Ｏ３３重量％以下；［ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維］ＳｉＯ２６６〜８２重量％、ＣａＯ１０〜３４重量％、ＭｇＯ３重量％以下、Ａｌ２Ｏ３５重量％以下
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備に関し、特に、生体溶解性無機繊維を含む無機繊維質成形体の加熱による変形の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機繊維とバインダーとを含む無機繊維質成形体は、軽量で扱いやすく、且つ断熱性に優れるため、例えば、工業炉における断熱材として使用されている。一方、近年、無機繊維が人体に吸入されて肺に侵入することによる問題が指摘されている。
【０００３】
そこで、人体に吸入されても問題を起こさない又は起こしにくい生体溶解性無機繊維が開発され、無機繊維質成形体の原料として使用されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来、例えば、生体溶解性無機繊維を含む無機繊維質成形体を加熱下で使用した場合、当該無機繊維質成形体に反りや収縮等の変形が生じやすかった。
【０００６】
このような変形の原因の一つとしては、例えば、生体溶解性無機繊維は、ＭｇＯやＣａＯを含むことにより、アルミナ繊維等の生体溶解性を有しない無機繊維に比べて、加熱されると収縮しやすいことや、熱クリープを起こしやすいことが挙げられる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る無機繊維質成形体は、一部が結晶化した生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含むことを特徴とする。本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体を提供することができる。
【０００９】
また、前記無機繊維質成形体において、前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含むこととしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量は、６６〜８２質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＣａＯ含有量は、１０〜３４質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、１質量％以下であることとしてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る無機繊維質成形体の製造方法は、非晶質の生体溶解性無機繊維に加熱処理を施す第一工程と、前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する第二工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体の製造方法を提供することができる。
【００１１】
また、前記第一工程において、前記非晶質の生体溶解性無機繊維に結晶化温度以上の温度で加熱処理を施し、一部が結晶化した前記生体溶解性無機繊維を得ることとしてもよい。また、前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含むこととしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量は、６６〜８２質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＣａＯ含有量は、１０〜３４質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、１質量％以下であることとしてもよい。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る加熱設備は、前記いずれかの無機繊維質成形体を含むことを特徴とする。本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体を含む加熱設備を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る実施例において生体溶解性無機繊維の生体溶解性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る実施例において生体溶解性無機繊維の生体溶解性を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る実施例において生体溶解性無機繊維の加熱処理による結晶の生成を解析した結果の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る実施例において無機繊維質成形体の加熱線収縮率を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る実施例において無機繊維質成形体の反り量を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る実施例において無機繊維質成形体の反り量を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１６】
まず、本実施形態に係る無機繊維質成形体の製造方法（以下、「本方法」という。）について説明する。本方法は、非晶質の生体溶解性無機繊維に加熱処理を施す第一工程（以下、「加熱処理工程」という。）と、当該加熱処理が施された当該生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する第二工程（以下、「成形工程」という。）と、を含む。
【００１７】
加熱処理工程においては、まず、非晶質の生体溶解性無機繊維を準備する。生体溶解性無機繊維は、無機繊維であって生体溶解性（例えば、生体の肺に吸入されても当該生体内で分解される性質）を有するものである。生体溶解性無機繊維は少なくとも一部が非晶質であり、非晶質であることは粉末Ｘ線回析（ＸＲＤ）測定で確認される。
【００１８】
生体溶解性無機繊維は、例えば、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上の無機繊維である。
【００１９】
生理食塩水溶解率は、例えば、次のようにして測定される。すなわち、先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕して調製された試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍＬを三角フラスコ（容積３００ｍＬ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振動を５０時間継続して加える。その後、ろ過により得られた濾液に含有されている各元素の濃度（ｍｇ／Ｌ）をＩＣＰ発光分析装置により測定する。そして、測定された各元素の濃度と、溶解前の無機繊維における各元素の含有量（質量％）と、に基づいて、生理食塩水溶解率（％）を算出する。すなわち、例えば、測定元素が、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びアルミニウム（Ａｌ）である場合には、次の式により、生理食塩水溶解率Ｃ（％）を算出する；Ｃ（％）＝［ろ液量（Ｌ）×（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）×１００］／［溶解前の無機繊維の質量（ｍｇ）×（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／１００］。この式において、ａ１、ａ２、ａ３及びａ４は、それぞれ測定されたケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、ｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４は、それぞれ溶解前の無機繊維におけるケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの含有量（質量％）である。
【００２０】
また、生体溶解性無機繊維は、例えば、溶解速度定数が１５０ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上であり、好ましくは１５０〜１５００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ、より好ましくは２００〜１５００ｎｇ／ｃｍ２・ｈの無機繊維である。
【００２１】
また、生体溶解性無機繊維は、例えば、想定半減期が４０日以下であり、好ましくは１０〜４０日、より好ましくは１０〜３０日の無機繊維である。
【００２２】
生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量は、例えば、５０〜８２質量％であることとしてもよい。ＳｉＯ２含有量は、６３〜８１質量％であることが好ましく、６６〜８０質量％であることがより好ましく、７１〜７６質量％であることがさらに好ましい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計が１８〜３４質量％の無機繊維である。ＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計は、１９〜３４質量％であることが好ましく、２０〜３４質量％であることがより好ましい。これらＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲と任意に組み合わせることができる。生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量が上記の範囲であることによって、当該生体溶解性無機繊維は、生体溶解性に加えて、優れた耐熱性をも有することとなる。
【００２３】
生体溶解性無機繊維のＣａＯ含有量は、例えば、１０〜３４質量％であることとしてもよい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％の無機繊維（以下、「ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維」ということがある。）であることとしてもよい。ＣａＯ含有量は、１２〜３２質量％であることが好ましく、１４〜３０質量％であることがより好ましい。これらＣａＯ含有量の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２４】
生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、例えば、１質量％以下（すなわち、０〜１質量％）であることとしてもよい。ＭｇＯは通常０質量％超となる。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％以下のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維であることとしてもよい。ＭｇＯ含有量は、０．９質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましい。これらＭｇＯ含有量の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲、上述したＣａＯ含有量の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２５】
生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、１質量％超、且つ２０質量％以下であることとしてもよい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％超、且つ２０質量％以下の無機繊維（以下、「ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維」ということがある。）であることとしてもよい。ＭｇＯ含有量は、２〜１９質量％であることが好ましく、３〜１９質量％であることがより好ましい。これらＭｇＯ含有量の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２６】
生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量及びＣａＯ含有量の合計が９７質量％以上（すなわち、９７〜１００質量％）であることとしてもよい。ＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量及びＣａＯ含有量の合計は、９７．５質量％以上であることが好ましく、９８質量％以上であることがより好ましい。これらＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量及びＣａＯ含有量の合計の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲、上述したＣａＯ含有量の範囲、上述したＭｇＯ含有量の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２７】
なお、生体溶解性無機繊維は、ＳｉＯ２と、アルカリ土類金属酸化物（例えば、ＭｇＯ及びＣａＯの少なくとも一方）とに加えて、さらに他の成分を含有してもよい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）及びジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）からなる群より選択される１種又は２種以上をさらに含有してもよく、また、含有しなくてもよい。
【００２８】
具体的に、生体溶解性無機繊維がＡｌ２Ｏ３を含有する場合、Ａｌ２Ｏ３含有量は、例えば、５重量％以下、３．４重量％以下又は３．０重量％以下とできる。また、１．１重量％以上又は２．０重量％以上とできる。好ましくは０〜３質量％、より好ましくは１〜３質量％である。この範囲でＡｌ２Ｏ３を含むと強度が高くなる。この場合、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量、ＣａＯ含有量及びＡｌ２Ｏ３含有量の合計が９８質量％以上（すなわち、９８〜１００質量％）又は９９質量％以上（すなわち、９９〜１００質量％）であることとしてもよい。
【００２９】
具体的に、以下の組成の生体溶解性無機繊維を例示できる。
ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とＺｒＯ２とＴｉＯ２との合計 ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １８〜５０重量％
【００３０】
さらに、以下の組成の生体溶解性無機繊維を例示できる。
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％
【００３１】
ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維として以下の組成を例示できる。
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％（例えば、２〜８重量％とできる）
ＭｇＯ １０〜３０重量％（例えば、１５〜２０重量％とできる）
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
他の酸化物 ２重量％未満
【００３２】
ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維として以下の組成を例示できる。以下の組成の繊維は加熱後の生体溶解性、耐火性に優れる。
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％（例えば、６８〜８０重量％、７０〜８０重量％、７１〜８０重量％又は７１〜７６重量％とできる）
ＣａＯ １０〜３４重量％（例えば、２０〜３０重量％又は２１〜２６重量％とできる）
ＭｇＯ ３重量％以下（例えば、１重量％以下とできる）
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下（例えば３．５重量％以下又は３重量％以下とできる。また、１重量％以上又は２重量％以上とできる）
他の酸化物 ２重量％未満
【００３３】
上記の生体溶解性無機繊維は、他の成分として、アルカリ金属酸化物（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ等）、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ４、Ｂ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ３（ＲはＳｃ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙ又はこれらの混合物から選択される）等を１以上含んでもよく、含まなくてもよい。他の酸化物は、それぞれ、０．２重量％以下又は０．１重量％以下としてよい。アルカリ金属酸化物は各酸化物を各々０．２重量％以下としてもよく、または各々０．１重量％以下としてもよい。また、アルカリ金属酸化物の合計を０．２重量％以下としてもよい。
【００３４】
生体溶解性無機繊維の平均繊維径は、無機繊維質成形体が好適に製造される範囲であれば特に限られず、例えば、１〜１０μｍであり、好ましくは２〜６μｍである。平均繊維径が１μｍ未満である場合には、耐水性が低下しやすくなるため、製造される無機繊維質成形体の強度が低くなりやすい。また、平均繊維径が１０μｍを超える場合には、製造される無機繊維質成形体の密度が低くなりすぎるため、当該無機繊維質成形体の強度が低くなりやすい。
【００３５】
生体溶解性無機繊維の平均繊維長は、無機繊維質成形体が好適に製造される範囲であれば特に限られず、例えば、１〜２００ｍｍであり、好ましくは１〜１００ｍｍである。平均繊維長が上記範囲内にあることにより、適切な密度を有する無機繊維質成形体を製造しやすくなる。
【００３６】
次に、加熱処理工程においては、上述のようにして準備した非晶質の生体溶解性無機繊維に加熱処理を施し、当該加熱処理が施された当該生体溶解性無機繊維を得る。すなわち、この加熱処理工程を含む方法は、非晶質の生体溶解性無機繊維（以下、「未処理繊維」という。）に加熱処理を施して、当該加熱処理が施された生体溶解性無機繊維（以下、「加熱処理繊維」という。）を製造する方法でもある。製造された加熱処理繊維は、後述のとおり、無機繊維質成形体の原料として使用される。
【００３７】
加熱処理の条件（例えば、温度及び時間）は、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体が加熱された場合に、当該無機繊維質成形体の変形（反り、収縮等）が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減されるよう決定されれば特に限られない。
【００３８】
すなわち、加熱処理は、例えば、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体を加熱した場合の反り量が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減される条件で行う。また、加熱処理は、例えば、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体の３００〜１３００℃での加熱線収縮率が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減される条件で行う。
【００３９】
なお、加熱線収縮率は、例えば、無機繊維質成形体を電気炉中、３００〜１３００℃の範囲内の一定温度で２４時間加熱し、測定された加熱前後の当該無機繊維質成形体の長さに基づき、次の式から求められる；加熱線収縮率（％）＝｛（Ｘ−Ｙ）／Ｘ｝×１００。なお、この式において、「Ｘ」は加熱前の無機繊維質成形体の長さ（ｍｍ）を示し、「Ｙ」は加熱後の無機繊維質成形体の長さ（ｍｍ）を示す。
【００４０】
加熱処理における加熱温度（以下、「加熱処理温度」という。）は、例えば、６００〜１３００℃であり、好ましくは８００〜１０００℃である。
【００４１】
加熱処理温度は、例えば、未処理繊維の結晶化温度以上の温度であってもよい。すなわち、この場合、加熱処理工程においては、未処理繊維に結晶化温度以上の温度で加熱処理を施し、一部が結晶化した加熱処理繊維を得る。なお、未処理繊維の結晶化温度は、例えば、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量−示差熱測定）により測定される。
【００４２】
結晶化温度は、未処理繊維の化学組成に応じて変化するため、当該結晶化温度以上の加熱処理温度は一概に決定できないが、例えば、６００〜１３００℃であり、好ましくは６００〜１１００℃であり、より好ましくは８００〜１０００℃である。
【００４３】
結晶化温度以上の温度で加熱処理を行うことにより、加熱処理繊維内には、その化学組成及び加熱処理温度に応じた種類の結晶が生成される。すなわち、加熱処理繊維は、例えば、その製造に使用された未処理繊維には含まれない結晶を含む。加熱処理繊維に含まれる結晶は、例えば、粉末Ｘ線回折により解析することができる。すなわち、加熱処理は、例えば、未処理繊維に加熱処理を施すことによって、粉末Ｘ線回折において当該未処理繊維では検出されなかった結晶が検出される加熱処理繊維が得られるように行う。
【００４４】
加熱処理繊維が上述のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である場合、一部が結晶化された加熱処理繊維は、例えば、ワラストナイトの結晶を含む。この場合、加熱処理繊維は、さらに他の結晶を含むこととしてもよい。すなわち、加熱処理繊維は、例えば、ワラストナイト、クリストバライト及びトリジマイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含む。
【００４５】
加熱処理繊維が上述のＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維である場合、一部が結晶化された加熱処理繊維は、例えば、エンスタタイトの結晶を含む。この場合、加熱処理繊維は、さらに他の結晶を含むこととしてもよい。すなわち、加熱処理繊維は、例えば、エンスタタイト、ディオプサイト、クリストバライト及びトリジマイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含む。
【００４６】
加熱処理繊維が他の生体溶解性無機繊維（例えば、ＳｉＯ２含有量が３５〜４５質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１０〜２０質量％、ＭｇＯ含有量が４〜８質量％、ＣａＯ含有量が２０〜４０質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０〜３質量％、ＭｎＯ含有量が０〜１質量％の生体溶解性無機繊維）である場合、一部が結晶化された加熱処理繊維は、例えば、ワラストナイト、アノサイト、ディオプサイト、アカルマナイト及びオーガイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含むこととしてもよい。
【００４７】
なお、加熱処理温度は、上述のとおり、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体が加熱された場合の変形が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減されるという効果が得られる範囲であれば特に限られず、例えば、未処理繊維の結晶化温度未満であってもよい。
【００４８】
加熱処理における加熱時間（以下、「加熱処理時間」という。）もまた、上述の加熱処理による効果が得られる範囲であれば、特に限られない。すなわち、加熱処理時間は、例えば、１分〜４８時間であり、好ましくは３分〜２４時間である。
【００４９】
具体的に、加熱処理温度が未処理繊維の結晶化温度以上である場合には、加熱処理時間は、例えば、３分〜８時間であり、好ましくは５分〜３時間である。
【００５０】
また、生体溶解性無機繊維は、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が変化し得る。すなわち、生体溶解性無機繊維は、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が低下しやすい。特に、生体溶解性無機繊維を、その結晶化温度以上の温度で加熱して、当該生体溶解性無機繊維の一部を結晶化させる場合、加熱後の生体溶解性は、加熱前に比べて低下することが多い。
【００５１】
この点、本発明の発明者らは、生体溶解性無機繊維として上述のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維を使用することにより、加熱処理前に比べてより優れた生体溶解性を有する加熱処理繊維が得られることを独自に見出した。
【００５２】
すなわち、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維に、その結晶化温度以上の温度で加熱処理を施すことにより、得られる加熱処理繊維の生体溶解性は、加熱処理前に比べて顕著に増加する。さらに、この場合、加熱処理繊維は、ＳｉＯ２含有量が大きいため、優れた生体溶解性に加えて、優れた耐熱性をも有している。
【００５３】
また、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体が工業炉壁に施工され高温に晒された場合には、例えば、当該加熱処理繊維のＳｉＯ２／ＣａＯの比率においてＳｉＯ２の比率が小さくなると、当該加熱処理繊維がＡｌ２Ｏ３と化学反応を起こすことがあり、その結果、当該無機繊維質成形体の大きな変形等、各種炉材等へ不都合が生じることがある。
【００５４】
加熱処理繊維とＡｌ２Ｏ３との化学反応は、ＳｉＯ２／ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３の成分の比率に依存して起こる現象であり、酸化物の固体状態図からも化学反応（溶融）が起こることが確認できる。この溶融を伴う化学反応は、例えば、生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量を増加させることで抑制することができる。この点、上述のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、そのＳｉＯ２含有量が大きいため、当該ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維と、工業炉壁を構成するＡｌ２Ｏ３と、の化学反応が効果的に抑制される。
【００５５】
さらに、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％以下のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維も好ましく使用される。この場合、ＭｇＯ含有量が小さいため、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体の加熱時の変形を効果的に低減することができる。
【００５６】
すなわち、例えば、ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維は、ＭｇＯ含有量が比較的大きいため、その結晶化温度以上の温度での加熱によって、Ｓｉ及びＭｇを主成分として含む結晶（例えば、エンスタタイト）が優先的に形成される。これに対し、上述したＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、ＣａＯ含有量が高く、ＭｇＯ含有量が低いため、その結晶化温度以上の温度での加熱によってＳｉ及びＣａを主成分として含む結晶（例えば、ワラストナイト）が優先的に形成される。Ｃａのイオン半径はＭｇのそれに比べて大きいため、Ｓｉ及びＣａを主成分として含む結晶の比重は、Ｓｉ及びＭｇを主成分として含む結晶のそれに比べて小さくなる。そして、加熱処理繊維に含まれる結晶の比重が小さいほど、当該加熱処理繊維の変形量（例えば、加熱線収縮率）は小さくなる。
【００５７】
したがって、無機繊維質成形体が加熱処理繊維として上述したＭｇＯ含有量の小さいＳｉＯ２／ＣａＯ繊維を含むことにより、当該無機繊維質成形体の加熱時の変形（反り、加熱線収縮等）が効果的に抑制される。
【００５８】
なお、加熱処理によって生体溶解性無機繊維の生体溶解性が低下する場合であっても、当該加熱処理後の生体溶解性が所望の範囲内（例えば、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上）であれば特に問題はない。
【００５９】
次に、成形工程においては、上述の加熱処理工程で準備した加熱処理繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する。すなわち、まず、加熱処理繊維と無機バインダーとを含む原料を調製する。
【００６０】
無機バインダーは、加熱処理繊維を結着するものであれば特に限られず、例えば、アニオン性のコロイダルシリカ、カチオン性のコロイダルシリカ等のコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、ジルコニアゾル、チタニアゾル、アルミナゾル、ベントナイト、カオリンからなる群より選択される１種又は２種以上を使用することができる。
【００６１】
原料において、加熱処理繊維の含有量は、例えば、７０〜９５．５質量％であり、無機バインダーの含有量は、例えば、０．５〜３０質量％である。
【００６２】
原料は、加熱処理繊維及び無機バインダーに加えて、さらに他の成分を含有してもよい。すなわち、原料は、例えば、有機バインダーをさらに含有してもよい。有機バインダーは、加熱処理繊維を結着するものであれば特に限られず、例えば、澱粉、アクリル樹脂、ポリアクリルアミドからなる群より選択される１種又は２種以上である。原料は、例えば、耐火性無機粉末をさらに含有してもよい。耐火性無機粉末は、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス粉末、及び／又はカーボンブラック等の炭素粉末である。
【００６３】
原料は、加熱処理繊維、無機バインダー及び必要に応じてその他の成分を溶媒と混合することにより調製する。溶媒は、加熱処理繊維及び無機バインダーを混合し分散するものであれば特に限られず、例えば、水（例えば、蒸留水、イオン交換水、水道水、地下水、工業用水）及び／又は極性有機溶媒（例えば、エタノール、プロパノール等の１価のアルコール類、エチレングリコール等の２価のアルコール類）であり、好ましくは水である。
【００６４】
こうして調製された無機繊維質成形体の原料は、不定形の組成物である。すなわち、原料は、可塑性のある組成物であり、例えば、流動性のある組成物（いわゆるスラリー等）である。
【００６５】
成形工程においては、こうして調製された不定形の原料から、定形の無機繊維質成形体を製造する。すなわち、例えば、原料を所定形状の型に入れ、当該型内で当該原料から溶媒を除去し、さらに、当該原料を乾燥することにより、当該型の形状に対応した形状の無機繊維質成形体を得る。
【００６６】
より具体的に、例えば、原料を底部に網が設置された成形型に流し込み、次いで、当該網を介して当該原料に含有される溶媒を吸引することにより当該溶媒を除去し、その後、当該原料を乾燥機中で加熱して乾燥させる。乾燥のための加熱温度は、例えば、６０〜１５０℃であり、好ましくは８０〜１２０℃である。
【００６７】
なお、無機繊維質成形体の成形方法は、上述の吸引成形法に限られない。すなわち、例えば、原料として、スラリーに比べて流動性の低い不定形組成物を調製し、当該原料を所定形状の型に入れ、当該型内で乾燥及び焼成する方法によっても、無機繊維質成形体を得ることができる。
【００６８】
本実施形態に係る無機繊維質成形体（以下、「本成形体」という。）は、このような本方法により好ましく製造される。すなわち、本成形体は、上述の加熱処理繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体である。本成形体は、例えば、一部が結晶化した生体溶解性無機繊維（加熱処理繊維）と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体である。
【００６９】
本成形体に含まれる加熱処理繊維のＳｉＯ２含有量は、例えば、６６〜８２質量％である。この場合、本成形体は、加熱処理繊維のＳｉＯ２含有量が比較的大きいことによって、優れた耐熱性を有することとなる。
【００７０】
本成形体に含まれる加熱処理繊維のＣａＯ含有量は、例えば、１０〜３４質量％である。すなわち、この加熱処理繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である。
【００７１】
一部が結晶化したＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、例えば、ワラストナイトの結晶を含む。この場合、ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、例えば、ワラストナイト、クリストバライト及びトリジマイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含むこととしてもよい。
【００７２】
これらのＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、上述のとおり、無機繊維質成形体の成形に先立って加熱処理が施されていることによって、当該加熱処理によって増大された、非常に優れた生体溶解性を有している。
【００７３】
また、ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維のＳｉＯ２含有量が大きいことにより、上述のとおり、本成形体が、Ａｌ２Ｏ３を含む工業炉壁で加熱して使用された場合であっても、当該ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維と当該Ａｌ２Ｏ３との化学反応が効果的に抑制され、本成形体の変形も効果的に抑制される。
【００７４】
本成形体に含まれる加熱処理繊維のＭｇＯ含有量は、例えば、１質量％以下である。すなわち、この加熱処理繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％以下のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維であるこの場合、加熱処理繊維のＭｇＯ含有量が小さいことにより、上述のとおり、本成形体の加熱時の変形（反り、加熱線収縮等）が効果的に抑制される。
【００７５】
本成形体における加熱処理繊維及び無機バインダーの含有量は、特に限られず、その用途や求められる特性によって適宜決定される。例えば、本成形体において、加熱処理繊維の含有量は７０〜９５．５質量％である。より具体的に、例えば、本成形体において、加熱処理繊維の含有量は７０〜９５．５質量％であり、無機バインダーの含有量は０．５〜３０質量％である。
【００７６】
本成形体の密度は、特に限られず、その用途や求められる特性によって適宜決定される。例えば、本成形体の密度は、０．１〜１．０ｋｇ／ｃｍ３であり、好ましくは０．１５〜０．６ｋｇ／ｃｍ３である。
【００７７】
本成形体の形状は、特に限られず、その用途や求められる特性によって適宜決定される。例えば、本成形体の形状は、板状（四角等の多角形の板状（ボード）、円板状等）、筒状（四角等の多角形の筒状、円筒状等）、錘状（四角錘等の多角錐、円錐等）である。尚、ペーパー（通常厚みが８ｍｍ以下）を含まないとしてもよい。
【００７８】
本成形体は、生体溶解性繊維として加熱処理繊維を含有することにより、加熱された状態で使用された場合の変形が効果的に抑制されている。すなわち、例えば、本成形体を１１００℃で２４時間加熱した場合の加熱線収縮率は、３．０％以下であり、より具体的には、０．０〜３．０％である。本成形体を４００℃で２４時間加熱した場合の反り量は、１．３ｍｍ以下であり、より具体的には、１．０ｍｍ以下である。測定方法は実施例に示す通りである。
【００７９】
本成形体は、様々な用途に適用される。すなわち、本成形体は、例えば、熱処理装置、工業炉、焼却炉等の加熱設備における断熱材、シール材、パッキング材として使用される。また、本成形体は、例えば、吸音材、ろ過材、触媒担体、複合材料用補強材、耐火被覆材としても使用される。
【００８０】
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００８１】
加熱処理前後の生体溶解性無機繊維の生体溶解性を評価した。まず、第一の生体溶解性無機繊維として、ＳｉＯ２含有量が７３質量％、ＣａＯ含有量が２１〜２６質量％、ＭｇＯ含有量が１質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を１〜３質量％の非晶質のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維（以下、「繊維Ａ」という。）を準備した。繊維Ａの結晶化温度は８９５℃であった。
【００８２】
次に、繊維Ａに加熱処理を施した。加熱処理温度は、８００℃、１０００℃又は１１００℃とした。加熱処理時間は２４時間とした。
【００８３】
そして、加熱処理前及び各温度での加熱処理後の繊維Ａの生体溶解性を評価した。すなわち、生体溶解性を示す指標として、溶解速度定数（ｎｇ／ｃｍ２・ｈ）及び想定半減期（日）を評価した。
【００８４】
繊維Ａの溶解速度定数は、次のようにして測定した。すなわち、まず、繊維Ａを４５μｍの篩に通し、ショットを除去した繊維Ａを濾紙上に置いた。次いで、マイクロポンプにより、繊維Ａ上に生理食塩水を滴下させ、繊維Ａ及び濾紙を通過した濾液をタンク内に貯めた。所定時間経過後に貯まった濾液を回収した。そして、回収された濾液中の溶出成分をＩＣＰ発光分析装置により定量し、溶出量（ｎｇ）を得た。溶解速度定数は、次の式により算出した；溶解速度定数（ｎｇ／ｃｍ２・ｈ）＝溶出量（ｎｇ）／（繊維Ａの比表面積（ｃｍ２）×試験時間（ｈ））。
【００８５】
想定半減期は、ＥＵ指令９７／６９／ＥＣのＮｏｔｅＱに係る適用除外条件を満たすか否かの試験（ドイツ基準）を参考にして測定した。すなわち、この試験では、動物の気管内への注入による短期の生体内滞留性試験において、２０μｍより長い繊維が４０日未満の荷重半減期をもつ場合、当該繊維は適用除外条件を満たすこととなる。そこで、加熱処理前の繊維Ａを使用して、この試験を行ったところ、当該繊維Ａの荷重半減期は１９日であった。そして、加熱処理後の繊維Ａの想定半減期は、加熱処理前の繊維Ａの溶解速度定数を当該加熱処理後の繊維Ａの溶解速度定数で除した値に、当該加熱処理前の繊維Ａの荷重半減期を乗じることにより算出した。
【００８６】
また、第二の生体溶解性無機繊維として、ＳｉＯ２含有量が７６質量％、ＣａＯ含有量が２〜６質量％、ＭｇＯ含有量が１６〜２０質量％、Ａｌ２Ｏ３を１〜２質量％の非晶質のＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維（以下、「繊維Ｂ」という。）を準備した。繊維Ｂの結晶化温度は８５７℃であった。
【００８７】
次に、繊維Ｂに加熱処理を施した。加熱処理温度は、７００℃、８００℃、８５０℃、９００℃又は１０００℃とした。加熱処理時間は、７００℃、８００℃及び１０００℃については２４時間、８５０℃及び９００℃については５０時間とした。
【００８８】
そして、上述の繊維Ａの場合と同様に、繊維Ｂの加熱処理前及び各温度での加熱処理後の繊維Ｂの生体溶解性を評価した。
【００８９】
図１には、繊維Ａの生体溶解性を評価した結果を示す。図２には、繊維Ｂの生体溶解性を評価した結果を示す。図１及び図２に示すように、加熱処理前（図中の「未処理」）の繊維Ａ及び繊維Ｂはいずれも、優れた生体溶解性を有していた。
【００９０】
繊維Ａは、図１に示すように、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が増大した。特に、繊維Ａの結晶化温度を超える温度で加熱処理を行うことにより、当該繊維Ａの生体溶解性は顕著に増大した。このように、加熱処理後の繊維Ａは、極めて優れた生体溶解性を有していた。
【００９１】
繊維Ｂは、図２に示すように、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が低下した。特に、繊維Ｂの結晶化温度付近又はそれより高い温度で加熱処理を行うことにより、当該繊維Ｂの生体溶解性は著しく低下した。
【実施例２】
【００９２】
繊維Ａに加熱処理を施し、当該繊維Ａにおける結晶の生成を解析した。まず、繊維Ａを加熱処理した。加熱処理温度は、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃、１３００℃又は１４００℃とした。加熱処理時間は２４時間とした。次いで、加熱処理後の繊維Ａを粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）で解析した。
【００９３】
図３には、各加熱処理温度での加熱処理により得られた繊維ＡのＸＲＤ測定結果を示す。図３において、「△」印はワラストナイト（ＣａＳｉＯ３）の結晶のピークを示し、「□」印はシュードワラストナイトの結晶のピークを示し、「○」印はクリストバライトの結晶のピークを示し、「×」印はトリジマイトの結晶のピークを示す。
【００９４】
図３に示すように、繊維Ａの結晶化温度より高い加熱処理温度で加熱処理を行うことによって、当該繊維Ａに当該加熱処理前には検出されなかった結晶が生成されることが確認された。
【００９５】
すなわち、９００℃以上で加熱処理を行うことにより、ワラストナイトの結晶が生成された。また、１１００℃以上で加熱処理を行うことにより、クリストバライトの結晶が生成された。また、１２００℃以上で加熱処理を行うことにより、シュードワラストナイトの結晶が生成された。また、１３００℃以上で加熱処理を行うことにより、トリジマイトの結晶が生成された。
【００９６】
また、繊維Ａの場合と同様に、繊維Ｂに加熱処理を施し、ＸＲＤ測定を行った。その結果、９００℃以上で加熱処理を行うことにより、エンスタタイトの結晶が生成された。また、１１００℃以上で加熱処理を行うことにより、クリストバライトの結晶が生成された。また、１３００℃以上で加熱処理を行うことにより、トリジマイトの結晶が生成された。
【実施例３】
【００９７】
繊維Ａを含む無機繊維質成形体を製造し、その加熱線収縮率を評価した。まず、加熱処理が施されていない繊維Ａ、８５０℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａ及び９００℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａを準備した。
【００９８】
そして、いずれかの繊維Ａを１００重量部と、無機バインダーとしてコロイダルシリカ（ＳＴ３０、日産化学工業株式会社製）を５重量部と、有機バインダーとして澱粉（ペトロサイズＪ、日澱化学株式会社製）を４．５重量部及び凝集材（ポリストロン１１７、荒川化学工業株式会社製）を０．５重量部と、を５０００重量部の水と混合して、原料スラリーを調製した。
【００９９】
次に、この原料スラリーを、底部に網が設置された成形型に流し込んだ。そして、成形型の網を介して原料スラリーに含有される水を吸引し除去した。その後、脱水された原料を乾燥機中で加熱して乾燥させた。
【０１００】
こうして、６００ｍｍ×９００ｍｍ、厚さ５０ｍｍの四角形板状の無機繊維質ボードを成形した。無機繊維質ボードにおいて、繊維Ａの含有量は９１．０質量％であり、コロイダルシリカの含有量は４．５質量％であった。
【０１０１】
さらに、無機繊維質ボードを電気炉中、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃、１２６０℃又は１３００℃で２４時間加熱した。そして、無機繊維質ボードの加熱線収縮率を次の式より求めた；加熱線収縮率（％）＝｛（Ｘ−Ｙ）／Ｘ｝×１００。この式において、「Ｘ」は加熱前の無機繊維質ボードの長さ（ｍｍ）であり、「Ｙ」は加熱後の無機繊維質ボードの長さ（ｍｍ）であった。
【０１０２】
図４には、加熱線収縮率を測定した結果を示す。図４に示すように、加熱処理が施された繊維Ａを使用して製造された無機繊維質ボード（図中の「８５０℃処理繊維Ａ」及び「９００℃処理繊維Ａ」）の加熱線収縮率は、当該加熱処理が施されていない繊維Ａを使用して製造された無機繊維質ボード（図中の「未処理繊維Ａ」）に比べて低減された。
【０１０３】
特に、結晶化温度より高い加熱処理温度で加熱処理が施された繊維Ａを含む無機繊維質ボード（図中の「９００℃処理繊維Ａ」）の加熱線収縮率は、測定時の加熱温度が７００〜１３００℃の全ての範囲において顕著に低減された。
【実施例４】
【０１０４】
繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質成形体を製造し、当該無機繊維質成形体を加熱した場合の反り量を評価した。まず、繊維Ａ及び繊維Ｂに加熱処理を施した。
【０１０５】
すなわち、加熱処理が施されていない繊維Ａ、８００℃で５分の加熱処理が施された繊維Ａ、８５０℃で５分の加熱処理が施された繊維Ａ、８５０℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａ、９００℃で５分の加熱処理が施された繊維Ａ、及び９５０℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａを準備した。
【０１０６】
また、加熱処理が施されていない繊維Ｂ、８００℃で５分の加熱処理が施された繊維Ｂ、及び９００℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ｂを準備した。
【０１０７】
次に、繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質ボードを製造した。すなわち、いずれかの繊維Ａを１００重量部と、無機バインダーとしてコロイダルシリカ（ＳＴ３０、日産化学工業株式会社製）を５重量部と、有機バインダーとして澱粉（ペトロサイズＪ、日澱化学株式会社製）を４．５重量部及び凝集材（ポリストロン１１７、荒川化学工業株式会社製）を０．５重量部と、を５０００重量部の水と混合して、原料スラリーを調製した。そして、上述の実施例３と同様にして、繊維Ａを含む無機繊維質ボードを製造した。
【０１０８】
また、いずれかの繊維Ｂを１００重量部と、無機バインダーとしてコロイダルシリカ（ＳＴ３０、日産化学工業株式会社製）を５重量部と、有機バインダーとして澱粉（ペトロサイズＪ、日澱化学株式会社製）を４．５重量部及び凝集材（ポリストロン１１７、荒川化学工業株式会社製）を０．５重量部と、を５０００重量部の水と混合して、原料スラリーを調製した。そして、上述の実施例３と同様にして、繊維Ｂを含む無機繊維質ボードを製造した。
【０１０９】
次に、無機繊維質ボードの反り量を測定した。まず、上述のようにして製造した無機繊維質ボードを８６０ｍｍ×４５０ｍｍ、厚さ５０ｍｍのサイズに切り出して試験片とした。この試験片の表面のうち、後述の加熱時に電気炉の内側に向くよう配置される一つの表面（８６０ｍｍ×４５０ｍｍの表面）を決定し、当該決定された表面の長手方向の一方端から他方端に直定規を渡し、当該表面の当該直定規から最も離れた部分（最も凹んでいる部分）と、当該直定規と、の距離（加熱処理前の変形量）を測定した。
【０１１０】
その後、上述のように加熱処理前の変形量が測定された表面を電気炉の内側に向くよう、無機繊維質ボードを当該電気炉の内壁に配置した。さらに、この電気炉内において、当該電気炉内に配置したパネルヒーターによって、無機繊維質ボードを、３００℃、４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃又は９００℃で２４時間加熱した。加熱後、上述の加熱前と同様にして、無機繊維質ボードの変形量を測定した。そして、加熱後の変形量から加熱前の変形量を減じた値を反り量（ｍｍ）として得た。
【０１１１】
図５には、繊維Ａを含む無機繊維質ボードの反り量（ｍｍ）を測定した結果を示す。図６には、繊維Ｂを含む無機繊維質ボードの反り量（ｍｍ）を測定した結果を示す。
【０１１２】
図５及び図６に示すように、加熱処理が施されていない繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質ボード（図中の「未処理繊維Ａ」又は「未処理繊維Ｂ」）に比べて、加熱処理が施された繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質ボードの反り量は効果的に低減された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備に関し、特に、生体溶解性無機繊維を含む無機繊維質成形体の加熱による変形の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機繊維とバインダーとを含む無機繊維質成形体は、軽量で扱いやすく、且つ断熱性に優れるため、例えば、工業炉における断熱材として使用されている。一方、近年、無機繊維が人体に吸入されて肺に侵入することによる問題が指摘されている。
【０００３】
そこで、人体に吸入されても問題を起こさない又は起こしにくい生体溶解性無機繊維が開発され、無機繊維質成形体の原料として使用されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来、例えば、生体溶解性無機繊維を含む無機繊維質成形体を加熱下で使用した場合、当該無機繊維質成形体に反りや収縮等の変形が生じやすかった。
【０００６】
このような変形の原因の一つとしては、例えば、生体溶解性無機繊維は、ＭｇＯやＣａＯを含むことにより、アルミナ繊維等の生体溶解性を有しない無機繊維に比べて、加熱されると収縮しやすいことや、熱クリープを起こしやすいことが挙げられる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る無機繊維質成形体は、一部が結晶化した生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含むことを特徴とする。本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体を提供することができる。
【０００９】
また、前記無機繊維質成形体において、前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含むこととしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量は、６６〜８２質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＣａＯ含有量は、１０〜３４質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、１質量％以下であることとしてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る無機繊維質成形体の製造方法は、非晶質の生体溶解性無機繊維に加熱処理を施す第一工程と、前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する第二工程と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体の製造方法を提供することができる。
【００１１】
また、前記第一工程において、前記非晶質の生体溶解性無機繊維に結晶化温度以上の温度で加熱処理を施し、一部が結晶化した前記生体溶解性無機繊維を得ることとしてもよい。また、前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含むこととしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量は、６６〜８２質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＣａＯ含有量は、１０〜３４質量％であることとしてもよい。また、前記生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、１質量％以下であることとしてもよい。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る加熱設備は、前記いずれかの無機繊維質成形体を含むことを特徴とする。本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体を含む加熱設備を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、使用時の加熱による変形が効果的に抑制された無機繊維質成形体及びその製造方法並びに加熱設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る実施例において生体溶解性無機繊維の生体溶解性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る実施例において生体溶解性無機繊維の生体溶解性を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る実施例において生体溶解性無機繊維の加熱処理による結晶の生成を解析した結果の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る実施例において無機繊維質成形体の加熱線収縮率を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る実施例において無機繊維質成形体の反り量を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る実施例において無機繊維質成形体の反り量を評価した結果の他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１６】
まず、本実施形態に係る無機繊維質成形体の製造方法（以下、「本方法」という。）について説明する。本方法は、非晶質の生体溶解性無機繊維に加熱処理を施す第一工程（以下、「加熱処理工程」という。）と、当該加熱処理が施された当該生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する第二工程（以下、「成形工程」という。）と、を含む。
【００１７】
加熱処理工程においては、まず、非晶質の生体溶解性無機繊維を準備する。生体溶解性無機繊維は、無機繊維であって生体溶解性（例えば、生体の肺に吸入されても当該生体内で分解される性質）を有するものである。生体溶解性無機繊維は少なくとも一部が非晶質であり、非晶質であることは粉末Ｘ線回析（ＸＲＤ）測定で確認される。
【００１８】
生体溶解性無機繊維は、例えば、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上の無機繊維である。
【００１９】
生理食塩水溶解率は、例えば、次のようにして測定される。すなわち、先ず、無機繊維を２００メッシュ以下に粉砕して調製された試料１ｇ及び生理食塩水１５０ｍＬを三角フラスコ（容積３００ｍＬ）に入れ、４０℃のインキュベーターに設置する。次に、三角フラスコに、毎分１２０回転の水平振動を５０時間継続して加える。その後、ろ過により得られた濾液に含有されている各元素の濃度（ｍｇ／Ｌ）をＩＣＰ発光分析装置により測定する。そして、測定された各元素の濃度と、溶解前の無機繊維における各元素の含有量（質量％）と、に基づいて、生理食塩水溶解率（％）を算出する。すなわち、例えば、測定元素が、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びアルミニウム（Ａｌ）である場合には、次の式により、生理食塩水溶解率Ｃ（％）を算出する；Ｃ（％）＝［ろ液量（Ｌ）×（ａ１＋ａ２＋ａ３＋ａ４）×１００］／［溶解前の無機繊維の質量（ｍｇ）×（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４）／１００］。この式において、ａ１、ａ２、ａ３及びａ４は、それぞれ測定されたケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、ｂ１、ｂ２、ｂ３及びｂ４は、それぞれ溶解前の無機繊維におけるケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの含有量（質量％）である。
【００２０】
また、生体溶解性無機繊維は、例えば、溶解速度定数が１５０ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上であり、好ましくは１５０〜１５００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ、より好ましくは２００〜１５００ｎｇ／ｃｍ２・ｈの無機繊維である。
【００２１】
また、生体溶解性無機繊維は、例えば、想定半減期が４０日以下であり、好ましくは１０〜４０日、より好ましくは１０〜３０日の無機繊維である。
【００２２】
生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量は、例えば、５０〜８２質量％であることとしてもよい。ＳｉＯ２含有量は、６３〜８１質量％であることが好ましく、６６〜８０質量％であることがより好ましく、７１〜７６質量％であることがさらに好ましい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計が１８〜３４質量％の無機繊維である。ＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計は、１９〜３４質量％であることが好ましく、２０〜３４質量％であることがより好ましい。これらＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲と任意に組み合わせることができる。生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量が上記の範囲であることによって、当該生体溶解性無機繊維は、生体溶解性に加えて、優れた耐熱性をも有することとなる。
【００２３】
生体溶解性無機繊維のＣａＯ含有量は、例えば、１０〜３４質量％であることとしてもよい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％の無機繊維（以下、「ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維」ということがある。）であることとしてもよい。ＣａＯ含有量は、１２〜３２質量％であることが好ましく、１４〜３０質量％であることがより好ましい。これらＣａＯ含有量の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２４】
生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、例えば、１質量％以下（すなわち、０〜１質量％）であることとしてもよい。ＭｇＯは通常０質量％超となる。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％以下のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維であることとしてもよい。ＭｇＯ含有量は、０．９質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましい。これらＭｇＯ含有量の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲、上述したＣａＯ含有量の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２５】
生体溶解性無機繊維のＭｇＯ含有量は、１質量％超、且つ２０質量％以下であることとしてもよい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％超、且つ２０質量％以下の無機繊維（以下、「ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維」ということがある。）であることとしてもよい。ＭｇＯ含有量は、２〜１９質量％であることが好ましく、３〜１９質量％であることがより好ましい。これらＭｇＯ含有量の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２６】
生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量及びＣａＯ含有量の合計が９７質量％以上（すなわち、９７〜１００質量％）であることとしてもよい。ＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量及びＣａＯ含有量の合計は、９７．５質量％以上であることが好ましく、９８質量％以上であることがより好ましい。これらＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量及びＣａＯ含有量の合計の範囲は、上述したＳｉＯ２含有量の範囲、上述したＣａＯ含有量とＭｇＯ含有量との合計の範囲、上述したＣａＯ含有量の範囲、上述したＭｇＯ含有量の範囲と任意に組み合わせることができる。
【００２７】
なお、生体溶解性無機繊維は、ＳｉＯ２と、アルカリ土類金属酸化物（例えば、ＭｇＯ及びＣａＯの少なくとも一方）とに加えて、さらに他の成分を含有してもよい。すなわち、生体溶解性無機繊維は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）及びジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）からなる群より選択される１種又は２種以上をさらに含有してもよく、また、含有しなくてもよい。
【００２８】
具体的に、生体溶解性無機繊維がＡｌ２Ｏ３を含有する場合、Ａｌ２Ｏ３含有量は、例えば、５重量％以下、３．４重量％以下又は３．０重量％以下とできる。また、１．１重量％以上又は２．０重量％以上とできる。好ましくは０〜３質量％、より好ましくは１〜３質量％である。この範囲でＡｌ２Ｏ３を含むと強度が高くなる。この場合、生体溶解性無機繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量、ＭｇＯ含有量、ＣａＯ含有量及びＡｌ２Ｏ３含有量の合計が９８質量％以上（すなわち、９８〜１００質量％）又は９９質量％以上（すなわち、９９〜１００質量％）であることとしてもよい。
【００２９】
具体的に、以下の組成の生体溶解性無機繊維を例示できる。
ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とＺｒＯ２とＴｉＯ２との合計 ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １８〜５０重量％
【００３０】
さらに、以下の組成の生体溶解性無機繊維を例示できる。
ＳｉＯ２ ５０〜８２重量％
ＣａＯとＭｇＯとの合計 １０〜４３重量％
【００３１】
ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維として以下の組成を例示できる。
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％（例えば、２〜８重量％とできる）
ＭｇＯ １０〜３０重量％（例えば、１５〜２０重量％とできる）
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
他の酸化物 ２重量％未満
【００３２】
ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維として以下の組成を例示できる。以下の組成の繊維は加熱後の生体溶解性、耐火性に優れる。
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％（例えば、６８〜８０重量％、７０〜８０重量％、７１〜８０重量％又は７１〜７６重量％とできる）
ＣａＯ １０〜３４重量％（例えば、２０〜３０重量％又は２１〜２６重量％とできる）
ＭｇＯ ３重量％以下（例えば、１重量％以下とできる）
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下（例えば３．５重量％以下又は３重量％以下とできる。また、１重量％以上又は２重量％以上とできる）
他の酸化物 ２重量％未満
【００３３】
上記の生体溶解性無機繊維は、他の成分として、アルカリ金属酸化物（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ等）、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ４、Ｂ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ３（ＲはＳｃ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙ又はこれらの混合物から選択される）等を１以上含んでもよく、含まなくてもよい。他の酸化物は、それぞれ、０．２重量％以下又は０．１重量％以下としてよい。アルカリ金属酸化物は各酸化物を各々０．２重量％以下としてもよく、または各々０．１重量％以下としてもよい。また、アルカリ金属酸化物の合計を０．２重量％以下としてもよい。
【００３４】
生体溶解性無機繊維の平均繊維径は、無機繊維質成形体が好適に製造される範囲であれば特に限られず、例えば、１〜１０μｍであり、好ましくは２〜６μｍである。平均繊維径が１μｍ未満である場合には、耐水性が低下しやすくなるため、製造される無機繊維質成形体の強度が低くなりやすい。また、平均繊維径が１０μｍを超える場合には、製造される無機繊維質成形体の密度が低くなりすぎるため、当該無機繊維質成形体の強度が低くなりやすい。
【００３５】
生体溶解性無機繊維の平均繊維長は、無機繊維質成形体が好適に製造される範囲であれば特に限られず、例えば、１〜２００ｍｍであり、好ましくは１〜１００ｍｍである。平均繊維長が上記範囲内にあることにより、適切な密度を有する無機繊維質成形体を製造しやすくなる。
【００３６】
次に、加熱処理工程においては、上述のようにして準備した非晶質の生体溶解性無機繊維に加熱処理を施し、当該加熱処理が施された当該生体溶解性無機繊維を得る。すなわち、この加熱処理工程を含む方法は、非晶質の生体溶解性無機繊維（以下、「未処理繊維」という。）に加熱処理を施して、当該加熱処理が施された生体溶解性無機繊維（以下、「加熱処理繊維」という。）を製造する方法でもある。製造された加熱処理繊維は、後述のとおり、無機繊維質成形体の原料として使用される。
【００３７】
加熱処理の条件（例えば、温度及び時間）は、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体が加熱された場合に、当該無機繊維質成形体の変形（反り、収縮等）が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減されるよう決定されれば特に限られない。
【００３８】
すなわち、加熱処理は、例えば、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体を加熱した場合の反り量が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減される条件で行う。また、加熱処理は、例えば、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体の３００〜１３００℃での加熱線収縮率が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減される条件で行う。
【００３９】
なお、加熱線収縮率は、例えば、無機繊維質成形体を電気炉中、３００〜１３００℃の範囲内の一定温度で２４時間加熱し、測定された加熱前後の当該無機繊維質成形体の長さに基づき、次の式から求められる；加熱線収縮率（％）＝｛（Ｘ−Ｙ）／Ｘ｝×１００。なお、この式において、「Ｘ」は加熱前の無機繊維質成形体の長さ（ｍｍ）を示し、「Ｙ」は加熱後の無機繊維質成形体の長さ（ｍｍ）を示す。
【００４０】
加熱処理における加熱温度（以下、「加熱処理温度」という。）は、例えば、６００〜１３００℃であり、好ましくは８００〜１０００℃である。
【００４１】
加熱処理温度は、例えば、未処理繊維の結晶化温度以上の温度であってもよい。すなわち、この場合、加熱処理工程においては、未処理繊維に結晶化温度以上の温度で加熱処理を施し、一部が結晶化した加熱処理繊維を得る。なお、未処理繊維の結晶化温度は、例えば、ＴＧ−ＤＴＡ（熱重量−示差熱測定）により測定される。
【００４２】
結晶化温度は、未処理繊維の化学組成に応じて変化するため、当該結晶化温度以上の加熱処理温度は一概に決定できないが、例えば、６００〜１３００℃であり、好ましくは６００〜１１００℃であり、より好ましくは８００〜１０００℃である。
【００４３】
結晶化温度以上の温度で加熱処理を行うことにより、加熱処理繊維内には、その化学組成及び加熱処理温度に応じた種類の結晶が生成される。すなわち、加熱処理繊維は、例えば、その製造に使用された未処理繊維には含まれない結晶を含む。加熱処理繊維に含まれる結晶は、例えば、粉末Ｘ線回折により解析することができる。すなわち、加熱処理は、例えば、未処理繊維に加熱処理を施すことによって、粉末Ｘ線回折において当該未処理繊維では検出されなかった結晶が検出される加熱処理繊維が得られるように行う。
【００４４】
加熱処理繊維が上述のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である場合、一部が結晶化された加熱処理繊維は、例えば、ワラストナイトの結晶を含む。この場合、加熱処理繊維は、さらに他の結晶を含むこととしてもよい。すなわち、加熱処理繊維は、例えば、ワラストナイト、クリストバライト及びトリジマイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含む。
【００４５】
加熱処理繊維が上述のＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維である場合、一部が結晶化された加熱処理繊維は、例えば、エンスタタイトの結晶を含む。この場合、加熱処理繊維は、さらに他の結晶を含むこととしてもよい。すなわち、加熱処理繊維は、例えば、エンスタタイト、ディオプサイト、クリストバライト及びトリジマイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含む。
【００４６】
加熱処理繊維が他の生体溶解性無機繊維（例えば、ＳｉＯ２含有量が３５〜４５質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１０〜２０質量％、ＭｇＯ含有量が４〜８質量％、ＣａＯ含有量が２０〜４０質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０〜３質量％、ＭｎＯ含有量が０〜１質量％の生体溶解性無機繊維）である場合、一部が結晶化された加熱処理繊維は、例えば、ワラストナイト、アノサイト、ディオプサイト、アカルマナイト及びオーガイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含むこととしてもよい。
【００４７】
なお、加熱処理温度は、上述のとおり、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体が加熱された場合の変形が、未処理繊維を含む無機繊維質成形体のそれに比べて低減されるという効果が得られる範囲であれば特に限られず、例えば、未処理繊維の結晶化温度未満であってもよい。
【００４８】
加熱処理における加熱時間（以下、「加熱処理時間」という。）もまた、上述の加熱処理による効果が得られる範囲であれば、特に限られない。すなわち、加熱処理時間は、例えば、１分〜４８時間であり、好ましくは３分〜２４時間である。
【００４９】
具体的に、加熱処理温度が未処理繊維の結晶化温度以上である場合には、加熱処理時間は、例えば、３分〜８時間であり、好ましくは５分〜３時間である。
【００５０】
また、生体溶解性無機繊維は、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が変化し得る。すなわち、生体溶解性無機繊維は、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が低下しやすい。特に、生体溶解性無機繊維を、その結晶化温度以上の温度で加熱して、当該生体溶解性無機繊維の一部を結晶化させる場合、加熱後の生体溶解性は、加熱前に比べて低下することが多い。
【００５１】
この点、本発明の発明者らは、生体溶解性無機繊維として上述のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維を使用することにより、加熱処理前に比べてより優れた生体溶解性を有する加熱処理繊維が得られることを独自に見出した。
【００５２】
すなわち、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維に、その結晶化温度以上の温度で加熱処理を施すことにより、得られる加熱処理繊維の生体溶解性は、加熱処理前に比べて顕著に増加する。さらに、この場合、加熱処理繊維は、ＳｉＯ２含有量が大きいため、優れた生体溶解性に加えて、優れた耐熱性をも有している。
【００５３】
また、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体が工業炉壁に施工され高温に晒された場合には、例えば、当該加熱処理繊維のＳｉＯ２／ＣａＯの比率においてＳｉＯ２の比率が小さくなると、当該加熱処理繊維がＡｌ２Ｏ３と化学反応を起こすことがあり、その結果、当該無機繊維質成形体の大きな変形等、各種炉材等へ不都合が生じることがある。
【００５４】
加熱処理繊維とＡｌ２Ｏ３との化学反応は、ＳｉＯ２／ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３の成分の比率に依存して起こる現象であり、酸化物の固体状態図からも化学反応（溶融）が起こることが確認できる。この溶融を伴う化学反応は、例えば、生体溶解性無機繊維のＳｉＯ２含有量を増加させることで抑制することができる。この点、上述のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、そのＳｉＯ２含有量が大きいため、当該ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維と、工業炉壁を構成するＡｌ２Ｏ３と、の化学反応が効果的に抑制される。
【００５５】
さらに、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％以下のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維も好ましく使用される。この場合、ＭｇＯ含有量が小さいため、加熱処理繊維を含む無機繊維質成形体の加熱時の変形を効果的に低減することができる。
【００５６】
すなわち、例えば、ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維は、ＭｇＯ含有量が比較的大きいため、その結晶化温度以上の温度での加熱によって、Ｓｉ及びＭｇを主成分として含む結晶（例えば、エンスタタイト）が優先的に形成される。これに対し、上述したＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、ＣａＯ含有量が高く、ＭｇＯ含有量が低いため、その結晶化温度以上の温度での加熱によってＳｉ及びＣａを主成分として含む結晶（例えば、ワラストナイト）が優先的に形成される。Ｃａのイオン半径はＭｇのそれに比べて大きいため、Ｓｉ及びＣａを主成分として含む結晶の比重は、Ｓｉ及びＭｇを主成分として含む結晶のそれに比べて小さくなる。そして、加熱処理繊維に含まれる結晶の比重が小さいほど、当該加熱処理繊維の変形量（例えば、加熱線収縮率）は小さくなる。
【００５７】
したがって、無機繊維質成形体が加熱処理繊維として上述したＭｇＯ含有量の小さいＳｉＯ２／ＣａＯ繊維を含むことにより、当該無機繊維質成形体の加熱時の変形（反り、加熱線収縮等）が効果的に抑制される。
【００５８】
なお、加熱処理によって生体溶解性無機繊維の生体溶解性が低下する場合であっても、当該加熱処理後の生体溶解性が所望の範囲内（例えば、４０℃における生理食塩水溶解率が１％以上）であれば特に問題はない。
【００５９】
次に、成形工程においては、上述の加熱処理工程で準備した加熱処理繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する。すなわち、まず、加熱処理繊維と無機バインダーとを含む原料を調製する。
【００６０】
無機バインダーは、加熱処理繊維を結着するものであれば特に限られず、例えば、アニオン性のコロイダルシリカ、カチオン性のコロイダルシリカ等のコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、ジルコニアゾル、チタニアゾル、アルミナゾル、ベントナイト、カオリンからなる群より選択される１種又は２種以上を使用することができる。
【００６１】
原料において、加熱処理繊維の含有量は、例えば、７０〜９５．５質量％であり、無機バインダーの含有量は、例えば、０．５〜３０質量％である。
【００６２】
原料は、加熱処理繊維及び無機バインダーに加えて、さらに他の成分を含有してもよい。すなわち、原料は、例えば、有機バインダーをさらに含有してもよい。有機バインダーは、加熱処理繊維を結着するものであれば特に限られず、例えば、澱粉、アクリル樹脂、ポリアクリルアミドからなる群より選択される１種又は２種以上である。原料は、例えば、耐火性無機粉末をさらに含有してもよい。耐火性無機粉末は、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス粉末、及び／又はカーボンブラック等の炭素粉末である。
【００６３】
原料は、加熱処理繊維、無機バインダー及び必要に応じてその他の成分を溶媒と混合することにより調製する。溶媒は、加熱処理繊維及び無機バインダーを混合し分散するものであれば特に限られず、例えば、水（例えば、蒸留水、イオン交換水、水道水、地下水、工業用水）及び／又は極性有機溶媒（例えば、エタノール、プロパノール等の１価のアルコール類、エチレングリコール等の２価のアルコール類）であり、好ましくは水である。
【００６４】
こうして調製された無機繊維質成形体の原料は、不定形の組成物である。すなわち、原料は、可塑性のある組成物であり、例えば、流動性のある組成物（いわゆるスラリー等）である。
【００６５】
成形工程においては、こうして調製された不定形の原料から、定形の無機繊維質成形体を製造する。すなわち、例えば、原料を所定形状の型に入れ、当該型内で当該原料から溶媒を除去し、さらに、当該原料を乾燥することにより、当該型の形状に対応した形状の無機繊維質成形体を得る。
【００６６】
より具体的に、例えば、原料を底部に網が設置された成形型に流し込み、次いで、当該網を介して当該原料に含有される溶媒を吸引することにより当該溶媒を除去し、その後、当該原料を乾燥機中で加熱して乾燥させる。乾燥のための加熱温度は、例えば、６０〜１５０℃であり、好ましくは８０〜１２０℃である。
【００６７】
なお、無機繊維質成形体の成形方法は、上述の吸引成形法に限られない。すなわち、例えば、原料として、スラリーに比べて流動性の低い不定形組成物を調製し、当該原料を所定形状の型に入れ、当該型内で乾燥及び焼成する方法によっても、無機繊維質成形体を得ることができる。
【００６８】
本実施形態に係る無機繊維質成形体（以下、「本成形体」という。）は、このような本方法により好ましく製造される。すなわち、本成形体は、上述の加熱処理繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体である。本成形体は、例えば、一部が結晶化した生体溶解性無機繊維（加熱処理繊維）と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体である。
【００６９】
本成形体に含まれる加熱処理繊維のＳｉＯ２含有量は、例えば、６６〜８２質量％である。この場合、本成形体は、加熱処理繊維のＳｉＯ２含有量が比較的大きいことによって、優れた耐熱性を有することとなる。
【００７０】
本成形体に含まれる加熱処理繊維のＣａＯ含有量は、例えば、１０〜３４質量％である。すなわち、この加熱処理繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である。
【００７１】
一部が結晶化したＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、例えば、ワラストナイトの結晶を含む。この場合、ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、例えば、ワラストナイト、クリストバライト及びトリジマイトからなる群より選択される１種又は２種以上の結晶を含むこととしてもよい。
【００７２】
これらのＳｉＯ２／ＣａＯ繊維は、上述のとおり、無機繊維質成形体の成形に先立って加熱処理が施されていることによって、当該加熱処理によって増大された、非常に優れた生体溶解性を有している。
【００７３】
また、ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維のＳｉＯ２含有量が大きいことにより、上述のとおり、本成形体が、Ａｌ２Ｏ３を含む工業炉壁で加熱して使用された場合であっても、当該ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維と当該Ａｌ２Ｏ３との化学反応が効果的に抑制され、本成形体の変形も効果的に抑制される。
【００７４】
本成形体に含まれる加熱処理繊維のＭｇＯ含有量は、例えば、１質量％以下である。すなわち、この加熱処理繊維は、例えば、ＳｉＯ２含有量が６６〜８２質量％であり、ＣａＯ含有量が１０〜３４質量％であり、ＭｇＯ含有量が１質量％以下のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維であるこの場合、加熱処理繊維のＭｇＯ含有量が小さいことにより、上述のとおり、本成形体の加熱時の変形（反り、加熱線収縮等）が効果的に抑制される。
【００７５】
本成形体における加熱処理繊維及び無機バインダーの含有量は、特に限られず、その用途や求められる特性によって適宜決定される。例えば、本成形体において、加熱処理繊維の含有量は７０〜９５．５質量％である。より具体的に、例えば、本成形体において、加熱処理繊維の含有量は７０〜９５．５質量％であり、無機バインダーの含有量は０．５〜３０質量％である。
【００７６】
本成形体の密度は、特に限られず、その用途や求められる特性によって適宜決定される。例えば、本成形体の密度は、０．１〜１．０ｋｇ／ｃｍ３であり、好ましくは０．１５〜０．６ｋｇ／ｃｍ３である。
【００７７】
本成形体の形状は、特に限られず、その用途や求められる特性によって適宜決定される。例えば、本成形体の形状は、板状（四角等の多角形の板状（ボード）、円板状等）、筒状（四角等の多角形の筒状、円筒状等）、錘状（四角錘等の多角錐、円錐等）である。尚、ペーパー（通常厚みが８ｍｍ以下）を含まないとしてもよい。
【００７８】
本成形体は、生体溶解性繊維として加熱処理繊維を含有することにより、加熱された状態で使用された場合の変形が効果的に抑制されている。すなわち、例えば、本成形体を１１００℃で２４時間加熱した場合の加熱線収縮率は、３．０％以下であり、より具体的には、０．０〜３．０％である。本成形体を４００℃で２４時間加熱した場合の反り量は、１．３ｍｍ以下であり、より具体的には、１．０ｍｍ以下である。測定方法は実施例に示す通りである。
【００７９】
本成形体は、様々な用途に適用される。すなわち、本成形体は、例えば、熱処理装置、工業炉、焼却炉等の加熱設備における断熱材、シール材、パッキング材として使用される。また、本成形体は、例えば、吸音材、ろ過材、触媒担体、複合材料用補強材、耐火被覆材としても使用される。
【００８０】
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００８１】
加熱処理前後の生体溶解性無機繊維の生体溶解性を評価した。まず、第一の生体溶解性無機繊維として、ＳｉＯ２含有量が７３質量％、ＣａＯ含有量が２１〜２６質量％、ＭｇＯ含有量が１質量％以下、Ａｌ２Ｏ３を１〜３質量％の非晶質のＳｉＯ２／ＣａＯ繊維（以下、「繊維Ａ」という。）を準備した。繊維Ａの結晶化温度は８９５℃であった。
【００８２】
次に、繊維Ａに加熱処理を施した。加熱処理温度は、８００℃、１０００℃又は１１００℃とした。加熱処理時間は２４時間とした。
【００８３】
そして、加熱処理前及び各温度での加熱処理後の繊維Ａの生体溶解性を評価した。すなわち、生体溶解性を示す指標として、溶解速度定数（ｎｇ／ｃｍ２・ｈ）及び想定半減期（日）を評価した。
【００８４】
繊維Ａの溶解速度定数は、次のようにして測定した。すなわち、まず、繊維Ａを４５μｍの篩に通し、ショットを除去した繊維Ａを濾紙上に置いた。次いで、マイクロポンプにより、繊維Ａ上に生理食塩水を滴下させ、繊維Ａ及び濾紙を通過した濾液をタンク内に貯めた。所定時間経過後に貯まった濾液を回収した。そして、回収された濾液中の溶出成分をＩＣＰ発光分析装置により定量し、溶出量（ｎｇ）を得た。溶解速度定数は、次の式により算出した；溶解速度定数（ｎｇ／ｃｍ２・ｈ）＝溶出量（ｎｇ）／（繊維Ａの比表面積（ｃｍ２）×試験時間（ｈ））。
【００８５】
想定半減期は、ＥＵ指令９７／６９／ＥＣのＮｏｔｅＱに係る適用除外条件を満たすか否かの試験（ドイツ基準）を参考にして測定した。すなわち、この試験では、動物の気管内への注入による短期の生体内滞留性試験において、２０μｍより長い繊維が４０日未満の荷重半減期をもつ場合、当該繊維は適用除外条件を満たすこととなる。そこで、加熱処理前の繊維Ａを使用して、この試験を行ったところ、当該繊維Ａの荷重半減期は１９日であった。そして、加熱処理後の繊維Ａの想定半減期は、加熱処理前の繊維Ａの溶解速度定数を当該加熱処理後の繊維Ａの溶解速度定数で除した値に、当該加熱処理前の繊維Ａの荷重半減期を乗じることにより算出した。
【００８６】
また、第二の生体溶解性無機繊維として、ＳｉＯ２含有量が７６質量％、ＣａＯ含有量が２〜６質量％、ＭｇＯ含有量が１６〜２０質量％、Ａｌ２Ｏ３を１〜２質量％の非晶質のＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維（以下、「繊維Ｂ」という。）を準備した。繊維Ｂの結晶化温度は８５７℃であった。
【００８７】
次に、繊維Ｂに加熱処理を施した。加熱処理温度は、７００℃、８００℃、８５０℃、９００℃又は１０００℃とした。加熱処理時間は、７００℃、８００℃及び１０００℃については２４時間、８５０℃及び９００℃については５０時間とした。
【００８８】
そして、上述の繊維Ａの場合と同様に、繊維Ｂの加熱処理前及び各温度での加熱処理後の繊維Ｂの生体溶解性を評価した。
【００８９】
図１には、繊維Ａの生体溶解性を評価した結果を示す。図２には、繊維Ｂの生体溶解性を評価した結果を示す。図１及び図２に示すように、加熱処理前（図中の「未処理」）の繊維Ａ及び繊維Ｂはいずれも、優れた生体溶解性を有していた。
【００９０】
繊維Ａは、図１に示すように、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が増大した。特に、繊維Ａの結晶化温度を超える温度で加熱処理を行うことにより、当該繊維Ａの生体溶解性は顕著に増大した。このように、加熱処理後の繊維Ａは、極めて優れた生体溶解性を有していた。
【００９１】
繊維Ｂは、図２に示すように、加熱処理が施されることにより、その生体溶解性が低下した。特に、繊維Ｂの結晶化温度付近又はそれより高い温度で加熱処理を行うことにより、当該繊維Ｂの生体溶解性は著しく低下した。
【実施例２】
【００９２】
繊維Ａに加熱処理を施し、当該繊維Ａにおける結晶の生成を解析した。まず、繊維Ａを加熱処理した。加熱処理温度は、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃、１３００℃又は１４００℃とした。加熱処理時間は２４時間とした。次いで、加熱処理後の繊維Ａを粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）で解析した。
【００９３】
図３には、各加熱処理温度での加熱処理により得られた繊維ＡのＸＲＤ測定結果を示す。図３において、「△」印はワラストナイト（ＣａＳｉＯ３）の結晶のピークを示し、「□」印はシュードワラストナイトの結晶のピークを示し、「○」印はクリストバライトの結晶のピークを示し、「×」印はトリジマイトの結晶のピークを示す。
【００９４】
図３に示すように、繊維Ａの結晶化温度より高い加熱処理温度で加熱処理を行うことによって、当該繊維Ａに当該加熱処理前には検出されなかった結晶が生成されることが確認された。
【００９５】
すなわち、９００℃以上で加熱処理を行うことにより、ワラストナイトの結晶が生成された。また、１１００℃以上で加熱処理を行うことにより、クリストバライトの結晶が生成された。また、１２００℃以上で加熱処理を行うことにより、シュードワラストナイトの結晶が生成された。また、１３００℃以上で加熱処理を行うことにより、トリジマイトの結晶が生成された。
【００９６】
また、繊維Ａの場合と同様に、繊維Ｂに加熱処理を施し、ＸＲＤ測定を行った。その結果、９００℃以上で加熱処理を行うことにより、エンスタタイトの結晶が生成された。また、１１００℃以上で加熱処理を行うことにより、クリストバライトの結晶が生成された。また、１３００℃以上で加熱処理を行うことにより、トリジマイトの結晶が生成された。
【実施例３】
【００９７】
繊維Ａを含む無機繊維質成形体を製造し、その加熱線収縮率を評価した。まず、加熱処理が施されていない繊維Ａ、８５０℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａ及び９００℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａを準備した。
【００９８】
そして、いずれかの繊維Ａを１００重量部と、無機バインダーとしてコロイダルシリカ（ＳＴ３０、日産化学工業株式会社製）を５重量部と、有機バインダーとして澱粉（ペトロサイズＪ、日澱化学株式会社製）を４．５重量部及び凝集材（ポリストロン１１７、荒川化学工業株式会社製）を０．５重量部と、を５０００重量部の水と混合して、原料スラリーを調製した。
【００９９】
次に、この原料スラリーを、底部に網が設置された成形型に流し込んだ。そして、成形型の網を介して原料スラリーに含有される水を吸引し除去した。その後、脱水された原料を乾燥機中で加熱して乾燥させた。
【０１００】
こうして、６００ｍｍ×９００ｍｍ、厚さ５０ｍｍの四角形板状の無機繊維質ボードを成形した。無機繊維質ボードにおいて、繊維Ａの含有量は９１．０質量％であり、コロイダルシリカの含有量は４．５質量％であった。
【０１０１】
さらに、無機繊維質ボードを電気炉中、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、１１００℃、１２００℃、１２６０℃又は１３００℃で２４時間加熱した。そして、無機繊維質ボードの加熱線収縮率を次の式より求めた；加熱線収縮率（％）＝｛（Ｘ−Ｙ）／Ｘ｝×１００。この式において、「Ｘ」は加熱前の無機繊維質ボードの長さ（ｍｍ）であり、「Ｙ」は加熱後の無機繊維質ボードの長さ（ｍｍ）であった。
【０１０２】
図４には、加熱線収縮率を測定した結果を示す。図４に示すように、加熱処理が施された繊維Ａを使用して製造された無機繊維質ボード（図中の「８５０℃処理繊維Ａ」及び「９００℃処理繊維Ａ」）の加熱線収縮率は、当該加熱処理が施されていない繊維Ａを使用して製造された無機繊維質ボード（図中の「未処理繊維Ａ」）に比べて低減された。
【０１０３】
特に、結晶化温度より高い加熱処理温度で加熱処理が施された繊維Ａを含む無機繊維質ボード（図中の「９００℃処理繊維Ａ」）の加熱線収縮率は、測定時の加熱温度が７００〜１３００℃の全ての範囲において顕著に低減された。
【実施例４】
【０１０４】
繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質成形体を製造し、当該無機繊維質成形体を加熱した場合の反り量を評価した。まず、繊維Ａ及び繊維Ｂに加熱処理を施した。
【０１０５】
すなわち、加熱処理が施されていない繊維Ａ、８００℃で５分の加熱処理が施された繊維Ａ、８５０℃で５分の加熱処理が施された繊維Ａ、８５０℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａ、９００℃で５分の加熱処理が施された繊維Ａ、及び９５０℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ａを準備した。
【０１０６】
また、加熱処理が施されていない繊維Ｂ、８００℃で５分の加熱処理が施された繊維Ｂ、及び９００℃で１０分の加熱処理が施された繊維Ｂを準備した。
【０１０７】
次に、繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質ボードを製造した。すなわち、いずれかの繊維Ａを１００重量部と、無機バインダーとしてコロイダルシリカ（ＳＴ３０、日産化学工業株式会社製）を５重量部と、有機バインダーとして澱粉（ペトロサイズＪ、日澱化学株式会社製）を４．５重量部及び凝集材（ポリストロン１１７、荒川化学工業株式会社製）を０．５重量部と、を５０００重量部の水と混合して、原料スラリーを調製した。そして、上述の実施例３と同様にして、繊維Ａを含む無機繊維質ボードを製造した。
【０１０８】
また、いずれかの繊維Ｂを１００重量部と、無機バインダーとしてコロイダルシリカ（ＳＴ３０、日産化学工業株式会社製）を５重量部と、有機バインダーとして澱粉（ペトロサイズＪ、日澱化学株式会社製）を４．５重量部及び凝集材（ポリストロン１１７、荒川化学工業株式会社製）を０．５重量部と、を５０００重量部の水と混合して、原料スラリーを調製した。そして、上述の実施例３と同様にして、繊維Ｂを含む無機繊維質ボードを製造した。
【０１０９】
次に、無機繊維質ボードの反り量を測定した。まず、上述のようにして製造した無機繊維質ボードを８６０ｍｍ×４５０ｍｍ、厚さ５０ｍｍのサイズに切り出して試験片とした。この試験片の表面のうち、後述の加熱時に電気炉の内側に向くよう配置される一つの表面（８６０ｍｍ×４５０ｍｍの表面）を決定し、当該決定された表面の長手方向の一方端から他方端に直定規を渡し、当該表面の当該直定規から最も離れた部分（最も凹んでいる部分）と、当該直定規と、の距離（加熱処理前の変形量）を測定した。
【０１１０】
その後、上述のように加熱処理前の変形量が測定された表面を電気炉の内側に向くよう、無機繊維質ボードを当該電気炉の内壁に配置した。さらに、この電気炉内において、当該電気炉内に配置したパネルヒーターによって、無機繊維質ボードを、３００℃、４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃又は９００℃で２４時間加熱した。加熱後、上述の加熱前と同様にして、無機繊維質ボードの変形量を測定した。そして、加熱後の変形量から加熱前の変形量を減じた値を反り量（ｍｍ）として得た。
【０１１１】
図５には、繊維Ａを含む無機繊維質ボードの反り量（ｍｍ）を測定した結果を示す。図６には、繊維Ｂを含む無機繊維質ボードの反り量（ｍｍ）を測定した結果を示す。
【０１１２】
図５及び図６に示すように、加熱処理が施されていない繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質ボード（図中の「未処理繊維Ａ」又は「未処理繊維Ｂ」）に比べて、加熱処理が施された繊維Ａ又は繊維Ｂを含む無機繊維質ボードの反り量は効果的に低減された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が結晶化した生体溶解性無機繊維と、無機バインダーとを含み、
前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成を有するＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維又はＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である
ことを特徴とする無機繊維質成形体。
［ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％
ＭｇＯ １０〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
［ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １０〜３４重量％
ＭｇＯ ３重量％以下
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下
【請求項２】
前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含む
ことを特徴とする請求項１に記載された無機繊維質成形体。
【請求項３】
前記成形体がボードであり、４００℃で２４時間加熱したときの反り量が１．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載された無機繊維質成形体。
【請求項４】
以下の組成を有するＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維又はＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である、非晶質の生体溶解性無機繊維に６００〜１３００℃の加熱処理を施す第一工程と、
前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する第二工程と、
を含む
ことを特徴とする無機繊維質成形体の製造方法。
［ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％
ＭｇＯ １０〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
［ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １０〜３４重量％
ＭｇＯ ３重量％以下
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下
【請求項５】
前記第一工程において、前記非晶質の生体溶解性無機繊維に結晶化温度以上の温度で加熱処理を施し、一部が結晶化した前記生体溶解性無機繊維を得る
ことを特徴とする請求項４に記載された無機繊維質成形体の製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含む
ことを特徴とする請求項４又は５に記載された無機繊維質成形体の製造方法。
【請求項７】
前記成形体がボードであり、４００℃で２４時間加熱したときの反り量が１．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載された無機繊維質成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載された無機繊維質成形体を含む
ことを特徴とする加熱設備。
【請求項１】
一部が結晶化した生体溶解性無機繊維と、無機バインダーとを含み、
前記生体溶解性無機繊維が、以下の組成を有するＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維又はＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である
ことを特徴とする無機繊維質成形体。
［ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％
ＭｇＯ １０〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
［ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １０〜３４重量％
ＭｇＯ ３重量％以下
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下
【請求項２】
前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含む
ことを特徴とする請求項１に記載された無機繊維質成形体。
【請求項３】
前記成形体がボードであり、４００℃で２４時間加熱したときの反り量が１．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載された無機繊維質成形体。
【請求項４】
以下の組成を有するＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維又はＳｉＯ２／ＣａＯ繊維である、非晶質の生体溶解性無機繊維に６００〜１３００℃の加熱処理を施す第一工程と、
前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維と、無機バインダーと、を含む無機繊維質成形体を成形する第二工程と、
を含む
ことを特徴とする無機繊維質成形体の製造方法。
［ＳｉＯ２／ＭｇＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １〜９重量％
ＭｇＯ １０〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３ ３重量％以下
［ＳｉＯ２／ＣａＯ繊維］
ＳｉＯ２ ６６〜８２重量％
ＣａＯ １０〜３４重量％
ＭｇＯ ３重量％以下
Ａｌ２Ｏ３ ５重量％以下
【請求項５】
前記第一工程において、前記非晶質の生体溶解性無機繊維に結晶化温度以上の温度で加熱処理を施し、一部が結晶化した前記生体溶解性無機繊維を得る
ことを特徴とする請求項４に記載された無機繊維質成形体の製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理が施された前記生体溶解性無機繊維は、ワラストナイト、ディオプサイド又はエンスタタイトの結晶を含む
ことを特徴とする請求項４又は５に記載された無機繊維質成形体の製造方法。
【請求項７】
前記成形体がボードであり、４００℃で２４時間加熱したときの反り量が１．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載された無機繊維質成形体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載された無機繊維質成形体を含む
ことを特徴とする加熱設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０２４５０（Ｐ２０１２−１０２４５０Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４５６７（Ｐ２０１１−１５４５６７）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
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