(57)【要約】【課題】シリカ含量が７０重量％以上のアルカリアースシリケートウールを含み片面加熱で割れ難い無機繊維質成形体を提供することである。【解決手段】カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、前記金属酸化物を１８〜３０重量％、前記シリカを７０〜８２重量％含む第１の無機繊維と、カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、前記金属酸化物を１８〜５０重量％、前記シリカを５０重量％以上７０重量％未満含む第２の無機繊維とを含む無機繊維質成形体。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、前記金属酸化物を１８〜３０重量％、前記シリカを７０〜８２重量％含む第１の無機繊維と、
カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、前記金属酸化物を１８〜５０重量％、前記シリカを５０重量％以上７０重量％未満含む第２の無機繊維と
を含む無機繊維質成形体。
【請求項２】
前記第１の無機繊維と前記第２の無機繊維の重量比が、第１の無機繊維：第２の無機繊維＝５〜９５：９５〜５である請求項１記載の無機繊維質成形体。
【請求項３】
前記第１の無機繊維は、前記金属酸化物とシリカを９０重量％以上含み、
前記第２の無機繊維は、前記金属酸化物とシリカを９０重量％以上含む請求項１又は２記載の無機繊維質成形体。
【請求項４】
前記第１の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む請求項１〜３のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２：７０重量％〜８２重量％
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：１８重量％〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜６重量％
【請求項５】
前記第１の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む請求項１〜４のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２：７２重量％〜８２重量％
ＭｇＯ：８重量％〜２２重量％
ＣａＯ：４重量％〜１４重量％
Ａｌ２Ｏ３：０重量％〜３重量％
ＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＣａＯの３成分を主成分とする
【請求項６】
前記第２の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む請求項１〜５のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２：５７重量％以上７０重量％未満
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：３０重量％〜４３重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜３重量％
【請求項７】
前記第２の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む請求項１〜６のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２  ５８重量％以上７０重量％未満
ＣａＯ  ２５〜３８重量％
ＭｇＯ  ２〜１０重量％
Ａｌ２Ｏ３  ０重量％〜３重量％
【請求項８】
Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ及びＡｌが、ディオプサイド、ワラストナイト、エンスタタイト及びムライトの結晶を最大限生成したと仮定したときの余剰シリカの含有量が５０モル％以下である請求項１〜７のいずれか記載の無機繊維質成形体。
【請求項９】
シリカの含有量が７５重量％以下である請求項１〜８のいずれか記載の無機繊維質成形体。
【請求項１０】
１１００℃で片面を２４時間加熱したとき、割れを生じない請求項１〜９のいずれか記載の無機繊維質成形体。
【請求項１１】
１２００℃で片面を２４時間加熱したとき、割れを生じない請求項１〜１０のいずれか記載の無機繊維質成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機繊維質成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アスベストは、軽量で扱いやすく且つ耐熱性に優れるため、断熱材等として使用されていた。しかしアスベストは人体に吸入されて肺に疾患を引き起こすため使用が禁止され、これに代わりに耐熱性セラミック繊維（ＲＣＦ）が使用されている。耐熱性セラミック繊維は通常シリカを４０〜６０重量％、アルミナを３０〜６０重量％含む無機繊維であり、耐熱性がアスベストより高く、健康上の問題はアスベストより低いと考えられているが、依然発がん性が疑われている。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として様々なアルカリアースシリケート（ＡＥＳ）ウールが開発された。一般的にアルカリアースシリケートウールは、シリカとマグネシア及び／又はカルシアを含む無機繊維であり、通常マグネシアとカルシアを合わせて１８〜５０重量％、シリカを５０〜８２重量％含む。
【０００３】
従来の無機繊維は、アスベストと同様に、様々なバインダーや添加物とともに、定形物や不定形物に二次加工されて、熱処理装置、工業窯炉や焼却炉等の炉における目地材、耐火タイル、断熱レンガ、鉄皮、断熱材等として用いられている。使用の際は高温に晒されることが多く、耐熱性を有することが求められている。
【０００４】
さらに、炉内の部材にアルミナが使用されていることが多く、二次加工品に含まれる繊維が、このアルミナと反応し二次加工品や部材が付着したり溶融したりする問題もあった。
【０００５】
ＡＥＳウールは、一般に耐熱性や耐アルミナ反応性がＲＣＦより劣る。生体溶解性を有しながら、ＲＣＦに匹敵する耐熱性及び耐アルミナ反応性を有する無機繊維が研究され開発されている（例えば特許文献１〜３）。これらのＡＥＳウールはシリカの含有量が７０重量％以上と高く、従来のＡＥＳウールに比べ耐熱性が高く、耐熱温度がＲＣＦと同様の１３００℃まで達するものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５１５３０７号公報
【特許文献２】特表２００５−５１４３１８号公報
【特許文献３】特開２０１６−３７４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無機繊維を用いた断熱性ボードは、炉内の壁面に貼られることが多く、その場合、炉内側の片面だけが強く加熱され、割れが生じるという問題があった。
本発明の課題は、耐熱性が高いシリカ含量が７０重量％以上のＡＥＳウールを含み片面加熱で割れ難い無機繊維質成形体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、シリカを高含量で含むＡＥＳウールからなる成形体では、１１００℃まで加熱するとシリカのクリストバライト結晶が生成し、これが割れの原因となることを見い出した。さらに、成形体中におけるこのクリストバライト結晶の生成割合を抑制するために、シリカの含有量の低いＡＥＳウールを混合すると、割れを抑えられることを見い出し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明によれば、以下の無機繊維質成形体が提供される。
１．カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、前記金属酸化物を１８〜３０重量％、前記シリカを７０〜８２重量％含む第１の無機繊維と、
カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、前記金属酸化物を１８〜５０重量％、前記シリカを５０重量％以上７０重量％未満含む第２の無機繊維と
を含む無機繊維質成形体。
２．前記第１の無機繊維と前記第２の無機繊維の重量比が、第１の無機繊維：第２の無機繊維＝５〜９５：９５〜５である１記載の無機繊維質成形体。
３．前記第１の無機繊維は、前記金属酸化物とシリカを９０重量％以上含み、
前記第２の無機繊維は、前記金属酸化物とシリカを９０重量％以上含む１又は２記載の無機繊維質成形体。
４．前記第１の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む１〜３のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２：７０重量％〜８２重量％
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：１８重量％〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜６重量％
５．前記第１の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む１〜４のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２：７２重量％〜８２重量％
ＭｇＯ：８重量％〜２２重量％
ＣａＯ：４重量％〜１４重量％
Ａｌ２Ｏ３：０重量％〜３重量％
ＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＣａＯの３成分を主成分とする
６．前記第２の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む１〜５のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２：５７重量％以上７０重量％未満
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：３０重量％〜４３重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜３重量％
７．前記第２の無機繊維が以下の成分を以下の含有量で含む１〜６のいずれか記載の無機繊維質成形体。
ＳｉＯ２  ５８重量％以上７０重量％未満
ＣａＯ  ２５〜３８重量％
ＭｇＯ  ２〜１０重量％
Ａｌ２Ｏ３  ０重量％〜３重量％
８．Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ及びＡｌが、ディオプサイド、ワラストナイト、エンスタタイト及びムライトの結晶を最大限生成したと仮定したときの余剰シリカの含有量が５０モル％以下である１〜７のいずれか記載の無機繊維質成形体。
９．シリカの含有量が７５重量％以下である１〜８のいずれか記載の無機繊維質成形体。
１０．１１００℃で片面を２４時間加熱したとき、割れを生じない１〜９のいずれか記載の無機繊維質成形体。
１１．１２００℃で片面を２４時間加熱したとき、割れを生じない１〜１０のいずれか記載の無機繊維質成形体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シリカ含量が７０重量％以上のＡＥＳウールを含み片面加熱で割れ難い無機繊維質成形体が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実験例で用いた片面加熱評価炉の概略断面図である。
【図２】実験例１（２）で測定した、１１００℃で片面加熱したボードの内側、中心、外側部分のＸＲＤチャートである。
【図３】実験例３で測定した、混合比が異なるＨＳ１とＬＳ２からなるボードの、１１００℃全面加熱後のＸＲＤチャートである。
【図４】実験例３で測定した、混合比が異なるＨＳ１とＬＳ２からなるボードの、加熱による収縮率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の無機繊維質成形体は、シリカを７０重量％以上の高含量で含むＡＥＳウールと、シリカを７０重量％未満の低含量で含むＡＥＳウールを混合して用いたものである。具体的には、本発明の無機繊維質成形体は、カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、金属酸化物を１８〜３０重量％、シリカを７０〜８２重量％含む第１の無機繊維と、カルシア及びマグネシアから選択される１以上の金属酸化物と、シリカを含み、金属酸化物を１８〜５０重量％、シリカを５０重量％以上７０重量％未満含む第２の無機繊維とを含む。第１及び第２の無機繊維は、シリカ、カルシア、マグネシア以外に他の酸化物を含むことができる。
【００１３】
第１の無機繊維は、好ましくは以下の成分を以下の含有量で含む。
ＳｉＯ２：７０重量％〜８２重量％
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：１８重量％〜３０重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜６重量％
【００１４】
第１の無機繊維のＳｉＯ２の含量は、好ましくは７０重量％〜８２重量％、より好ましくは７２重量％〜８１重量％、さらに好ましくは７３重量％〜８０重量％、特に好ましくは７５重量％〜８０重量％である。
第１の無機繊維のＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上の金属酸化物の含量は、好ましくは１８重量％〜２９重量％、より好ましくは１９重量％〜２８重量％、さらに好ましくは２０重量％〜２７重量％である。
第１の無機繊維のＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上の金属酸化物の含量は、好ましくは０重量％〜４重量％であり、例えば０重量％〜３重量％又は１重量％〜２重量％とできる。
【００１５】
第１の無機繊維は、以下の成分を以下の含有量で含むことができる。
ＳｉＯ２  ７０重量％〜８２重量％
ＣａＯ  ０．５重量％〜９重量％
ＭｇＯ  １０重量％〜２９．５重量％
Ａｌ２Ｏ３  ０重量％〜３重量％
【００１６】
また、第１の無機繊維は、以下の成分を以下の含有量で含むことができる。
ＳｉＯ２  ７０重量％〜８２重量％
ＣａＯ  １５重量％〜３０重量％
ＭｇＯ  ０重量％〜３重量％
Ａｌ２Ｏ３  ０重量％〜５重量％
【００１７】
また、第１の無機繊維は、以下の成分を以下の含有量で含むことができる。この繊維は、耐熱性、耐アルミナ反応性、生体溶解性に優れる。
ＳｉＯ２：７２重量％〜８２重量％
ＭｇＯ：８重量％〜２２重量％
ＣａＯ：４重量％〜１４重量％
Ａｌ２Ｏ３：０重量％〜３重量％
ＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＣａＯの３成分を主成分とする。
主成分とは、無機繊維が含む全ての成分のうち最も含有量（重量％）の高い３成分（１番含有量が高い成分、２番目に含有量が高い成分、及び３番目に含有量が高い成分の３成分）がＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＣａＯであることを意味する。
【００１８】
また、第１の無機繊維は、以下の成分を以下の含有量で含むことができる。この繊維は、耐熱性、耐アルミナ反応性、生体溶解性に優れる。
ＳｉＯ２：７３．６重量％〜８２重量％
ＭｇＯ：９．０重量％〜２１．３重量％
ＣａＯ：５．１重量％〜１２．４重量％
Ａｌ２Ｏ３：０重量％以上２．３重量％未満
Ｆｅ２Ｏ３：０重量％〜０．５０重量％
ＳｉＯ２、ＭｇＯ及びＣａＯの３成分を主成分とする。
【００１９】
第１の無機繊維は、ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上とシリカを、好ましくは９０重量％以上含み、例えば９５重量％以上、９７重量％以上、９８重量％以上、又は９９重量％以上含むことができる。
【００２０】
第２の無機繊維のＳｉＯ２の含量は、好ましくは５５重量％〜６９重量％、より好ましくは５７重量％〜６７重量％、さらに好ましくは５８重量％〜６５重量％、特に好ましくは５９重量％〜６４重量％である。
第２の無機繊維のＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上の金属酸化物の含量は、好ましくは２０重量％〜４５重量％、より好ましくは２５重量％〜４３重量％であり、例えば３０重量％〜４３重量％、３１重量％〜４３重量％、３２重量％〜４２重量％、又は３３重量％〜４０重量％とできる。
第２の無機繊維のＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上の金属酸化物の含量は、好ましくは０重量％〜６重量％であり、例えば０重量％〜４重量％又は０．１重量％〜２重量％とできる。
【００２１】
第２の無機繊維は、好ましくは以下の成分を以下の含有量で含む。
ＳｉＯ２：５７重量％以上７０重量％未満
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：３０重量％〜４３重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜３重量％
【００２２】
第２の無機繊維は、さらに好ましくは以下の成分を以下の含有量で含む。
ＳｉＯ２：５８重量％〜６５重量％
ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上：３３重量％〜４２重量％
Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２から選択される１以上：０重量％〜２重量％
【００２３】
第２の無機繊維は、以下の成分を以下の含有量で含むことができる。
ＳｉＯ２  ５８重量％以上７０重量％未満
ＣａＯ  ２５〜３８重量％
ＭｇＯ  ２〜１０重量％
Ａｌ２Ｏ３  ０重量％〜３重量％
【００２４】
第２の無機繊維は、ＭｇＯ及びＣａＯから選択される１以上とシリカを、好ましくは９０重量％以上含み、例えば９５重量％以上、９７重量％以上、９８重量％以上、又は９９重量％以上含むことができる。
【００２５】
第１及び第２の無機繊維は、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それぞれの酸化物を含んでも含まなくてもよい。これらの酸化物の量を、それぞれ３．０重量％以下、２．０重量％以下、１．０重量％以下又は０．５重量％以下としてもよい。
【００２６】
第１及び第２の無機繊維は、アルカリ金属酸化物（Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等）の各々を含んでも含まなくてもよく、これらはそれぞれ又は合計で、３重量％以下、２重量％以下、１重量％以下、０．５重量％以下、０．４重量％以下、０．３重量％以下、０．２重量％以下、又は０．１０量％以下とすることができる。
【００２７】
第１及び第２の無機繊維は、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＳｒＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＢａＯ、Ｃｒ２Ｏ３の各々を含んでも含まなくてもよく、それぞれ、３．０重量％以下、２．０重量％以下、１．０重量％以下、０．５重量％以下、０．１重量％未満又は０．０５重量％以下とすることができる。
【００２８】
また、上記の各成分の量をそれぞれ任意に組み合わせてもよい。
【００２９】
第１の無機繊維と第２の無機繊維の配合割合（重量比）は、第１の無機繊維：第２の無機繊維が５〜９５：９５〜５でよく、好ましくは１０〜９０：９０〜１０、より好ましくは２０〜８０：８０〜２０、さらに好ましくは２０〜６０：８０〜４０、特に好ましくは２５〜５５：７５〜４５、最も好ましくは３０〜５０：７０〜５０である。第１の無機繊維と第２の無機繊維は、それぞれ所定の組成を有する無機繊維を単独又は複数混合して用いることができる。
【００３０】
第１及び第２の無機繊維は溶融法、ゾルゲル法等公知の方法で製造できる。
第１及び第２の無機繊維の平均繊維径は、通常０．１〜５０μｍであり、例えば０．５〜２０μｍ又は１〜１０μｍとできる。
【００３１】
第１及び第２の無機繊維は上記の組成を有することにより、ｐＨ７．４の生理食塩水に対し溶解する。
溶解速度定数は、実施例記載の測定方法で、好ましくは１００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上、３００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上、５００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上、８００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上、又は１０００ｎｇ／ｃｍ２・ｈ以上である。
【００３２】
成形体は、無機繊維の他、有機バインダー、無機バインダー、無機粉体、定着剤、凝集剤、キレート剤等を含むことができる。これらは、本発明の効果を損なわない限り、通常使用されているものを使用できる。有機バインダーとして澱粉、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド、パルプ、アクリルエマルジョン等が、無機バインダーとして、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、アルミナゾル、ベントナイト、粘土鉱物等が例示できる。無機粉体として、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、カーボンブラック等の炭素粉末等を例示できる。成形体は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７５重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上を、第１及び第２の無機繊維から構成できる。
【００３３】
本発明の無機繊維質成形体は、実施例記載の方法で、１１００℃又は１２００℃で片面を２４時間加熱したとき、割れが無いことが好ましい。
【００３４】
本発明の無機繊維質成形体は、耐アルミナ反応性が高いことが好ましい。実施例記載の方法で測定したとき、１２００℃８時間の加熱でアルミナペレットと付着しないことが好ましい。また１３００℃８時間の加熱でアルミナペレットと接触する部分が溶融しないことが好ましい。
【００３５】
加熱収縮率は、実施例記載の方法で測定したとき、１３００℃８時間の加熱において、好ましくは３．５％以下、さらに好ましくは３．３％以下、最も好ましくは３．０％以下である。
【００３６】
無機繊維質成形体が高温で加熱されるとき、Ｓｉの単独酸化物の結晶、ＳｉとＣａ，Ｍｇ及び／又はＡｌとの複合酸化物の結晶が生成する。ボードに含まれる無機繊維及び他のバインダー等の成分のＳｉ，Ｃａ，Ｍｇ，Ａｌが、ディオプサイド、ワラストナイト、エンスタタイト及びムライトの結晶を最大限生成したとした際の残りの未反応のシリカを余剰シリカとする。余剰シリカは、生成し得るクリストバライトの量の指標となり得る。無機繊維質成形体の余剰シリカは、好ましくは５０モル％以下であり、より好ましくは４５モル％以下、さらに好ましくは４０モル％以下、特に好ましくは３５モル％以下である。
【００３７】
無機繊維質成形体が含むシリカ量は、無機繊維が含むシリカ量と他の成分が含むシリカ量によって決まるが、シリカ量が少ない程余剰シリカが減少する傾向にある。従って、無機繊維質成形体が含むシリカ量は、好ましくは７５重量％以下であり、より好ましくは７０重量％以下である。
【００３８】
無機繊維質成形体の形状は限定されないが、例えば、ブロック、ボード、モールド、不定形品等が挙げられる。
【実施例】
【００３９】
以下、具体的な実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実験に用いた繊維の組成を表１に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
ＡＥＳ繊維は、ＭｇＯやＣａＯを含むため、ＲＣＦ繊維と比べ生体溶解性である。
以下の方法で、ＨＳ１とＲＣＦ１の生体溶解性を測定した。
無機繊維を、メンブレンフィルター上に置き、繊維上にマイクロポンプによりｐＨ７．４の生理食塩水を滴下させ、繊維、フィルターを通った濾液を容器内に溜めた。溜めた濾液を２４時間経過後に取り出し、溶出成分をＩＣＰ発光分析装置により定量し、溶解度を算出した。ＨＳ１の測定元素は主要元素であるＳｉ、Ｍｇ、Ｃａの３元素であり、ＲＣＦ１の測定元素は主要元素であるＳｉ、Ａｌの２元素とした。平均繊維径を測定して単位表面積・単位時間当たりの溶出量である溶解速度定数（単位：ｎｇ／ｃｍ２・ｈ）に換算した。
平均繊維径は、４００本以上の繊維を、電子顕微鏡で観察・撮影した後、撮影した繊維について、その径を計測し、全計測繊維の平均値とした。
ＨＳ１は約１４００ｎｇ／ｃｍ２・ｈであり、ＲＣＦ１は約２０ｎｇ／ｃｍ２・ｈであった。
【００４２】
実験例１（比較例）
（１）割れの発生
表１に記載の組成を有するＨＳ１を用いて、ＨＳ１  １００重量部に対し、コロイダルシリカを５．５重量部、澱粉を５重量部、キレート剤を１重量部、凝集剤を０．５重量部を配合して、縦８６０ｍｍ，横４５０ｍｍ，厚み５０ｍｍのＨＳ１ボードを製造した。以下の方法でＨＳ１ボードを片面加熱したときの割れの有無を調べた。
【００４３】
表１に記載の組成を有するＲＣＦ１を用いた他は上記と同様にしてＲＣＦ１ボードを製造した。
４層構造の片面加熱評価炉を作製した。図１は片面加熱評価炉の概略断面図である。この図の片面加熱評価炉１は壁面が４層のボードから構成され、内側の１層１１としてＨＳ１ボード（測定対象のサンプル）を用い、層１２，１３はＲＣＦ１ボード、外側の層１４はケイ酸カルシウムボードを用いた。内部にあるパネルヒーター２０により８００，９００，１０００，１１００，１２００℃にそれぞれ２４時間加熱した。結果を表２に示す。ＨＳ１ボードは１１００℃で加熱し冷却したとき、割れが発生した。
【００４４】
（２）ＸＲＤ測定
（１）の１１００℃加熱後のＨＳ１ボードの炉内側、中心部、界面側について下記条件でＸＲＤ測定をした。その結果を図２に示す。この図に示されるように、炉内側でクリストバライト（ＳｉＯ２）結晶が生成していることが分かった。
また、８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００℃でそれぞれ８時間全面加熱したＨＳ１ボードについて、ＸＲＤ測定をした。その結果を表２に示す。表２に示されるように、１１００℃以上でクリストバライトが多く生成していることが分かる。
ＸＲＤ測定条件：
測定装置；  リガク社製ＵｌｔｉｍａIII
測定条件；  Ｘ線：ＣｕＫα線、電圧：４０ＫＶ、電流：３０ｍＡ、
サンプリング幅；  ０．０２°、スキャンスピード２．０°／ｍｉｎ
【００４５】
実験例２（比較例）
表１に示す組成を有するＲＣＦ１，ＨＳ２，ＨＳ３，ＨＳ４，ＬＳ１を用いた他は、実験例１（１）と同様にして、ボードを製造し割れの有無を観察した。結果を表２に示す。１１００℃２４時間片面加熱にてＨＳ２，ＨＳ３，ＨＳ４を用いたボードに割れが生じ、ＬＳ１を用いたボードには割れが無いかわずかであり、ＲＣＦ１を用いたボードには割れが無かった。
さらに、実験例１（２）と同様にして８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００℃でそれぞれ８時間全面加熱した各ボードについて、ＸＲＤ測定をした。その結果を表２に示す。表から、クリストバライトの生成と、割れの発生に相関があることが分かる。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
実験例３（実施例と比較例）
（１）ボードの製造
使用する繊維として、ＨＳ１のみ、ＬＳ２のみ、及びＨＳ１とＬＳ２の混合を用いた他は実験例１（１）と同様にしてボードを製造した。混合割合（重量比）は表３に示すように変えた。
（２）割れの評価と結晶
（１）で製造したボードについて、実験例１（１）と同様にして割れの有無を観察した。結果を表３に示す。混合した繊維を用いたボードでは、１２００℃の片面加熱でも割れが無いかわずかであり、割れの発生が抑制されていることが分かる。
また、実験例１（２）と同様にして１０００，１１００，１２００，１３００℃でそれぞれ８時間全面加熱した各ボードについて、ＸＲＤ測定をした。その結果を表３に示す。また、１１００℃全面加熱したボードのＸＲＤチャートを図３に示す。図３から、ＬＳ２の混合割合が増えるとクリストバライトの生成が減少することが分かる。
【００４８】
【表３】
2018040536.tif 000005
【００４９】
（３）加熱収縮率と耐アルミナ反応性
（１）で製造したボードについて、加熱収縮率と耐アルミナ反応性を以下の方法で測定した。
（ｉ）加熱収縮率（耐熱性）
製造したボードの表面に白金ピンを２点以上打ち込み、その白金ピン間の距離を加熱前後で測定し、その寸法変化率を加熱収縮率とした。結果を図４に示す。ＬＳ２の混合割合が約３０〜５０重量％であると、ＨＳ１  １００％の場合より、１３００℃における加熱収縮率が減少した。
【００５０】
（ii）耐アルミナ反応性
純度９９％以上のアルミナ粉末約１ｇを、直径１７ｍｍの金型でプレス成形しペレットとした。このペレットを、ボード上に置いて、１１００〜１３００℃で８時間加熱した後の反応性を確認した。ペレットと全く反応していない場合を○、ボードと軽く付着している場合を△、ボードが溶融しペレットを外したとき穴が開いた場合を×とした。結果を、表４に示す。ＬＳ２が増えると耐アルミナ反応性が低くなる。
【００５１】
【表４】
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【００５２】
（４）余剰シリカ
（１）で製造したボードについて余剰シリカを計算した（段落００３６参照）。その結果を表５に示す。参考として、１１００，１２００℃の結晶相と片面加熱時の割れのデータを併記する。余剰シリカが少ないと割れが少ないことが分かる。
【００５３】
【表５】
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【００５４】
ＨＳ１は、ＬＳ２より耐熱性とアルミナ反応性に優れるが、１１００℃以上で片面加熱すると割れが生じた。しかしながら、ＬＳ２を混合すると、耐熱性とアルミナ反応性をほぼ保ちながら、１１００℃以上の片面加熱による割れを抑制できた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の無機繊維質成形体は、一般高温用断熱材、窯炉の天井、炉壁の断熱材用ライニング材、断熱材、バックアップ材として様々な用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  片面加熱評価炉
１１  ＨＳ１ボード
１２，１３，１４  ＲＣＦ１ボード
２０  パネルヒーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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