无机纤维质纸及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种密封材料或缓冲材料，其中，所述密封材料或缓冲材料由无机纤维质纸构成，并且所述无机纤维质纸包含：平均纤维直径为3μm～7μm的第一生物可溶性无机纤维；平均纤维直径为2μm～3μm且小于上述第一生物可溶性无机纤维的平均纤维直径的第二生物可溶性无机纤维；和粘合剂，上述第一生物可溶性无机纤维和上述第二生物可溶性无机纤维的化学组成不同，上述第一生物可溶性无机纤维是：SiO2含量为50～82质量%、CaO含量为5～34质量%、MgO含量为1质量%以下的SiO2/CaO纤维；或者SiO2含量为50～82质量%、MgO含量为1～20质量%、CaO含量为1～9质量%的SiO2/MgO纤维。
【专利说明】无机纤维质纸及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机纤维质纸及其制造方法，特别涉及包含生物可溶性无机纤维的无机纤维质纸的密封性的提高。
【背景技术】
[0002]无机纤维质纸由于轻量、易于处理且耐热性优异，所以例如作为耐热性的密封材料使用。另一方面，近年来，有指出无机纤维会被吸入人体侵入肺而引起的问题。由此，开发即使被吸入人体也不会造成问题或者难以造成问题的生物可溶性无机纤维(例如、专利文献I)。现有技术文献
[0003]专利文献
[0004]专利文献1:日本特开2002-068777号公报
【发明内容】
[0005]然而，从耐热性和生物可溶性优异的无机纤维来制造无机纤维质纸时，无机纤维质纸的密封性有时会不充分(例如，气体的透过性变得过大)。
[0006]本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的之一在于提供密封性优异的无机纤维质纸及其制造方法。
[0007]用于解决上述课题的本发明的一个实施方式涉及的无机纤维质纸包含:平均纤维直径为3?7 μ m的第一生物可溶性无机纤维；平均纤维直径为2?3 μ m的第二生物可溶性无机纤维；和粘合剂。第二生物可溶性无机纤维的平均纤维直径小于第一生物可溶性无机纤维的平均纤维直径。根据本发明，能够提供密封性优异的无机纤维质纸。
[0008]另外，上述无机纤维质纸也可以包含30?90质量％的上述第一生物可溶性无机纤维、以及10?70质量％的上述第二生物可溶性无机纤维。另外，上述第一生物可溶性无机纤维的SiO2含量可以为50?82质量％。另外，上述第一生物可溶性无机纤维可以为预先实施过加热处理的生物可溶性无机纤维。
[0009]用于解决上述课题的本发明的一个实施方式涉及的无机纤维质纸的制造方法包括将原料进行抄纸的工序，其中，所述原料包含:平均纤维直径为3?7 μ m的第一生物可溶性无机纤维；平均纤维直径为2?3 μ m且小于上述第一生物可溶性无机纤维的平均纤维直径的第二生物可溶性无机纤维；和粘合剂。根据本发明，能够提供密封性优异的无机纤维质纸的制造方法。
[0010]根据本发明，能够提供密封性优异的无机纤维质纸。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示评价本发明的一个实施方式所涉及的实施例中无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率的结果的一个例子的说明图。
[0012]图2是表示评价本发明的一个实施方式所涉及的实施例中无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率的结果的其它例子的说明图。
[0013]图3是表示评价本发明的一个实施方式所涉及的实施例中包含实施过加热处理的生物可溶性无机纤维的无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率的结果的一个例子的说明图。
[0014]图4是表示评价本发明的一个实施方式所涉及的实施例中包含实施过加热处理的生物可溶性无机纤维的无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率的结果的其它例子的说明图。
【具体实施方式】
[0015]以下，对本发明的一个实施方式进行说明。而且，本发明不限于本实施方式。
[0016]本实施方式所涉及的无机纤维质纸(以下，称为“本纸”。)是包含平均纤维直径为3?7 μ m的第一生物可溶性无机纤维(以下，称为“第一纤维”。)、平均纤维直径为2?3 μ m的第二生物可溶性无机纤维(以下，称为“第二纤维”。)、和粘合剂的无机纤维质纸。并且，第二纤维的平均纤维直径比第一纤维小。
[0017]本纸通过包含平均纤维直径比较大的第一纤维和平均纤维直径比该第一纤维小的第二纤维，从而在具备来自该第一纤维的特性的基础上，还具备来自该第二纤维的优异的密封性。
[0018]第一纤维的平均纤维直径可以为例如3.1?4.5 μ m或3.1?4.0 μ m。在第一纤维的平均纤维直径大于上述范围的情况下，由于本纸的密度过低，因此本纸的强度易于降低。另外，在第二纤维的平均纤维直径小于上述范围的情况(例如，该平均纤维直径为Iym以下的情况)下，由于该第二纤维易于断裂，因此本纸的强度易于降低。
[0019]由此，本纸例如也可以设为不含平均纤维直径大于7μπι的纤维。另外，本纸例如可以设为不含平均纤维直径小于2 μ m的纤维，也可以设为不含平均纤维直径为I μ m以下的纤维。
[0020]第一纤维的平均纤维长度只要在适合制造本纸的范围内就没有特别限制，例如为I?200mm，优选为I?100mm。第二纤维的平均纤维长度只要在适合制造本纸的范围内就没有特别限制，例如为I?200mm，优选为I?100mm。通过第一纤维和第二纤维的平均纤维长度在上述范围内，就易于制造具有适当密度的本纸。
[0021]另外，平均纤维直径和平均纤维长度是例如在光学显微镜下测定了 300?500根的纤维的纤维直径和纤维长度的情况下，作为该纤维直径和纤维长度的算术平均值来分别求出。
[0022]第一纤维和第二纤维只要是各自的平均纤维直径在上述范围内的生物可溶性无机纤维就没有特别限制。这里，生物可溶性无机纤维是指具有生物可溶性(例如，即使被吸入生物体的肺也会在该生物体内分解的性质)的无机纤维。即，第一纤维和第二纤维是例如在40°C的生理盐水溶解率为1%以上的无机纤维。
[0023]无机纤维的生理盐水溶解率，例如如下测定。即，首先，将无机纤维粉碎为200目而调制得到的试样Ig和生理盐水150mL加入三角烧瓶(容积300mL)，设置于40°C的恒温箱。接着，对三角烧瓶持续施加每分120转的水平振动50小时。然后，利用ICP发光分析装置测定通过过滤得到的滤液所含有的各元素的浓度(mg/L)。然后，根据所测得的各元素的浓度和溶解前的无机纤维中的各元素的含量(质量％)，算出生理盐水溶解率(％)。即，例如在测定元素为硅(Si)、镁(Mg)、钙(Ca)和铝(Al)的情况下，利用下式，算出生理盐水溶解率C (%)；C (%)=[滤液量(L) X (al+a2+a3+a4) X 100]/[溶解前的无机纤维的质量(mg) X(bl+b2+b3+b4) /100]。在该式中，al、a2、a3和a4分别为测得的硅、镁、钙和铝的浓度(mg/L)，bl、b2、b3和b4分别为溶解前的无机纤维中硅、镁、钙和铝的含量(质量％)。
[0024]第一纤维和第二纤维的化学组成只要在该第一纤维和第二纤维分别具有上述平均纤维直径和生物可溶性的范围内就没有特别限制。即，第一纤维和第二纤维中的一者或两者包含例如二氧化硅(SiO2)和碱土类金属氧化物，该碱土类金属氧化物的含量为10?80质量％的无机纤维。碱土类金属氧化物为选自例如氧化钙(CaO)、氧化镁(Mg0)、Be0、Sr0和BaO中的I种或2种以上,优选为氧化I丐(CaO)和/或氧化镁(MgO)。
[0025]第一纤维和第二纤维中的一者或两者例如为包含二氧化硅(SiO2)并包含氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)中的至少一者、SiO2含量为35?82质量％、CaO含量和MgO含量的合计为10?50质量％的无机纤维。第一纤维和第二纤维中的一者或两者可以为非晶质的生物可溶性无机纤维。
[0026]第一纤维的化学组成和第二纤维的化学组成也可以不同。S卩，第一纤维的SiO2含量例如可以为50?82质量％ (优选为70?80质量％)。在这种情况下，第二纤维的SiO2含量例如可以为35?58质量％。
[0027]具体而言，第一纤维例如为SiO2含量为50?82质量％、优选为58?82质量％、且CaO含量和MgO含量的合计为10?43质量％、优选为18?34质量％ (优选为18?30质量％)的无机纤维。
[0028]通过第一纤维的SiO2含量在上述范围内，该第一纤维在具有生物可溶性的基础上，还具有优异的耐热性。而且，本纸还通过含有SiO2含量大的第一纤维，从而具有优异的耐热性。
[0029]此外，在第一纤维具有这样SiO2含量高的化学组成的情况下，在该第一纤维的制造中，由于起因于该化学组成的熔融液的性质，难以降低该第一纤维的平均纤维直径。因此，仅第一纤维难以实现无机纤维质纸的充分的密封性。因此，本纸在含有如上所述SiO2含量大的第一纤维之外，还含有平均纤维直径小于该第一纤维的第二纤维。其结果，本纸就兼具有来自第一纤维的优异的耐热性和来自第二纤维的优异的密封性。
[0030]另外，第一纤维的CaO含量例如可以设为5?34质量％(优选为21?26质量％)。即，第一纤维例如可以设为SiO2含量为50?82质量％、CaO含量为5?34质量％的生物可溶性无机纤维(以下，有时称为“Si02/Ca0纤维”。)。
[0031]进而，第一纤维的MgO含量例如可以设为I质量％以下(S卩，O?I质量％)。即，第一纤维例如可以设为SiO2含量为50?82质量％、CaO含量为5?34质量％、优选为9?34质量％、MgO含量为I质量％以下的Si02/Ca0纤维。
[0032]另外,第一纤维的MgO含量可以设为I?24质量％，优选为10?24质量％，更优选为10?20质量％(优选为14?22质量％)。S卩，第一纤维例如可以设为SiO2含量为50?82质量％、MgO含量为I?24质量％、优选为10?24质量％、CaO含量为I?9质量％的生物可溶性无机纤维(以下，有时称为“Si02/Mg0纤维”。)。
[0033]第一纤维可以为含有Si02、Mg0和CaO作为主成分的生物可溶性无机纤维。即，第一纤维可以设为例如SiO2含量、MgO含量和CaO含量的合计为97质量％以上(即，97?100
质量％)。
[0034]此外，第一纤维和第二纤维中的一者或两者含有SiO2和碱土类金属氧化物(例如，MgO和CaO中的至少一者)之外，还可以进一步含有其它成分。S卩，第一纤维和第二纤维中的一者或两者例如还可以进一步含有选自氧化招(A1203)、氧化钛(Ti02)、氧化错(ZrO2)、氧化铁(Fe2O3)、氧化锰(MnO)、氧化钾(K2O)中的I种或2种以上。
[0035]第一纤维可以设为Si02、A1203、ZrO2和TiO2的合计为50质量％?82质量％、CaO和MgO的合计为18质量％?50质量％。
[0036]另外,在第一纤维含有Al2O3的情况下，Al2O3含量例如为O?3质量％、I?2质量％或2?3质量％。在这种情况下,第一纤维例如可以设为SiO2含量、MgO含量、CaO含量和Al2O3含量的合计为98质量％以上(B卩，98?100质量％)或99质量％以上(B卩，99?100质量％)。
[0037]作为第一纤维，能够例示以下组成的Si02/Ca0纤维。以下的组成的纤维在加热后的生物可溶性、耐火性方面优异。
[0038]Si0266?82重量％ (例如，能够设为68?80重量％、70?80重量％、71?80重量％或71?76重量％)
[0039]CaOlO?34重量％ (例如，能够设为18?32重量％、20?30重量％、20?27重量％或21?26重量％)
[0040]Mg03重量％以下(例如，能够设为I重量％以下)
[0041]Al2035重量％以下(例如，能够设为3.5重量％以下、3.4重量％以下或3重量％以下。另外，能够设为I重量％以上、1.1重量％以上或2重量％以上)
[0042]其它氧化物小于2重量％
[0043]当SiO2在上述范围内时，耐热性优异。当CaO和MgO在上述范围内时，加热前后的生物可溶性优异。当Al2O3在上述范围内时，耐热性优异。
[0044]另外，SiO2, CaO、Mg0、Al203的合计可以设为大于98重量％或大于99重量％。
[0045]上述的生物可溶性无机纤维，作为其它成分，既可以含有I种以上碱金属氧化物(K2O, Na2O, Li2O 等)；选自 Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y 或它们的混合物中的各个氧化物；Fe203、ZrO2, TiO2, P2O5 > B2O3 > MnO, ZnO、Sr O, BaO, Cr2O3 等，也可以不含有。其它氧化物可以分别设为1.0重量％以下、0.2重量％以下或0.1重量％以下。碱金属氧化物可以将各氧化物分别设为1.0重量％以下、0.2重量％以下或0.1重量％以下。另外，可以将碱金属氧化物的合计设为1.0重量％以下、0.2重量％以下或0.1重量％以下。
[0046]第二纤维例如能够设为石棉。石棉既可以来自天然矿物，也可以来自高炉炉渣。石棉能够通过将用冲天炉或电炉将玄武岩、高炉炉渣等原料在1500°C?160(TC下熔融得到的熔融物或从高炉取出处于高温状态的熔融炉渣用离心力等吹散进行纤维化而制造。
[0047]石棉的化学组成可以根据其原料而改变，例如是SiO2含量为30?50质量％(优选为35?45质量％)、Al2O3含量为10?20质量％、MgO含量为I?10质量％ (优选为4?8质量％)、CaO含量为20?40质量％、Fe2O3含量为O?3质量％、MnO含量为O?I质量％的生物可溶性无机纤维。作为石棉，例如能够使用含有35?45质量％的SiO2U?10质量％的Mg0、20?40质量％的CaO和10?20质量％的Al2O3的石棉。
[0048]作为石棉，例如，可以列举在空气气氛下、在800°C下加热处理24小时时的长度方向的收缩率({(加热前的长度-加热后的长度)/加热前的长度}) X 100)为10%以上的石棉、在1100°c下加热处理24小时时的长度方向的收缩率为12%以上的石棉。
[0049]本纸的第一纤维的含量和第二纤维的含量，在本纸中，只要在能够实现来自该第一纤维的所期望的特性和来自该第二纤维的所期望的密封性的范围内，就没有特别限制。
[0050]S卩，本纸例如可以包含30?90质量％的第一纤维和10?70质量％的第二纤维、40?80质量％的第一纤维和20?60质量％的第二纤维、32?79.6质量％的第一纤维和16?59.7质量％的第二纤维、或36?78.4质量％的第一纤维和18?58.8质量％的第二纤维。
[0051]另外，在本纸中，第一纤维的含量和第二纤维的含量的合计，例如可以设为80?99.5质量％、90?98质量％。
[0052]通过第一纤维和第二纤维的含量在上述范围内，在本纸中，能够不损害来自该第一纤维的特性，也能够实现来自该第二纤维的优异的密封性。
[0053]此外，本纸既可以包含第一纤维和第二纤维以外的生物可溶性无机纤维，也可以在第一纤维和第二纤维以外不包含生物可溶性无机纤维。另外，本纸也可以在生物可溶性无机纤维以外不包含无机纤维。另外，本纸也可以不包含有机纤维。
[0054]第一纤维可以设为预先实施过加热处理的生物可溶性无机纤维(以下，有时称为“加热处理纤维”。)。即，在这种情况下，第一纤维例如为具有上述化学组成、且在本纸的抄纸之前实施过加热处理的生物可溶性无机纤维。
[0055]在第一纤维为加热处理纤维的情况下，本纸与第一纤维未实施过加热处理的生物可溶性无机纤维(以下，有时称为“未处理纤维”。)的情况相比，能够具备优异的特性。即，例如，作为第一纤维包含加热处理纤维的本纸的压缩加热后的复原率，比代替该加热处理纤维包含未处理纤维的本纸的复原率高。
[0056]此外，压缩加热后的复原率是将无机纤维质纸在压缩的状态(S卩，无机纤维质纸的厚度减小的状态)下加热后，该无机纤维质纸的厚度复原的比例(压缩加热后的厚度相对于压缩加热前的厚度的比例)。
[0057]加热处理的条件(例如，温度和时间)只要在本纸的所期望的特性提高的范围内就没有特别限制。即，加热处理的条件，例如如上所述，确定为使包含加热处理纤维的本纸的压缩加热后的复原率比包含未处理纤维的本纸的复原率高的范围。
[0058]在加热处理中加热第一纤维的温度(以下，称为“加热处理温度”。)例如为300?1300°C，优选为400?1300°C，更优选为700?1000°C。加热处理温度例如可以设为低于第一纤维的结晶化温度。即，加热处理温度例如既可以设为300°C以上或400°C以上、低于结晶化温度的温度，也可以设为700°C以上、低于结晶化温度的温度。此外，结晶化温度例如由TG-DTA (热重-差热测定)来测定。
[0059]在加热处理温度为第一纤维的结晶化温度以上的情况下，加热处理后的第一纤维易于变得比该加热处理前的第一纤维脆。另外，在将第一纤维在其结晶化温度以上的温度下加热处理，使该第一纤维的一部分结晶化的情况下，该加热处理后的该第一纤维的生物可溶性有时会比该加热处理前降低。对此，通过在低于第一纤维的结晶化温度的温度下进行加热处理，可有效避免该第一纤维的脆化和生物可溶性的降低。
[0060]在加热处理中，将第一纤维在加热处理温度下保持的时间(以下，称为“加热处理时间”。)没有特别限制，例如为I分钟?48小时，优选为3分钟?24小时。
[0061]粘合剂只要为粘结第一纤维和第二纤维的物质就没有特别限制，可以使用有机粘合剂和无机粘合剂中的一者或两者。即，本纸包含有机粘合剂和无机粘合剂中的一者或两者。具体而言，本纸例如既可以设为含有有机粘合剂而不含无机粘合剂，也可以设为含有有机粘合剂和无机粘合剂，还可以设为含有无机粘合剂而不含有机粘合剂。
[0062]有机粘合剂也能够作为成形辅助剂、凝集剂使用，例如为选自丙烯酸酯树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂等丙烯酸树脂、乙烯-乙酸乙烯酯树脂、乙酸乙烯酯树脂、苯乙烯-丁二烯树脂、淀粉、聚丙烯酰胺中的I种或2种以上。无机粘合剂例如为选自阴离子性的胶体二氧化硅、阳离子性的胶体二氧化硅等胶体二氧化硅、气相二氧化硅(fumed silica)、氧化锆溶胶、氧化钛溶胶、氧化铝溶胶、膨润土、高岭土中的I种或2种以上。
[0063]本纸含有第一纤维、第二纤维和粘合剂之外，还可以含有其它成分。即，本纸例如作为其它成分，还可以进一步含有固定剂、凝集剂、成形辅助剂。本纸中纤维和粘合剂可以设为占96%以上。
[0064]本纸的厚度没有特别限制，可以根据其用途和所要求的特性适当确定。即，本纸的厚度例如为0.1?8mm,优选为0.5?6mm。
[0065]本纸的克重没有特别限制，可以根据其用途和所要求的特性适当确定。即，本纸的克重例如为10?2800g/m2，优选为75?1800g/m2。
[0066]本纸的密度没有特别限制，可以根据其用途和所要求的特性适当确定。即，本纸的密度例如为0.1?0.35g/cm3,优选为0.15?0.3g/cm3。
[0067]本纸适用于各式各样的用途。即，本纸例如在用于加热和/或保温的设备中使用。具体而言，本纸，例如作为热处理装置、工业炉、焚烧炉、燃烧机器、铝熔体装置、热水锅炉、热水器、家用煤气灶、供暖器(燃气暖风机、石油暖风机等)等中的密封材料(例如、密封垫片)(热或气体等的密封材料)、缓冲剂(缓冲材料(cushion material))(例如,脱硝用催化剂缓冲材料)、石油炉芯(oil heater wick)使用。
[0068]本实施方式所涉及的无机纤维质纸的制造方法(以下称为“本方法”。)包括将包含上述第一纤维、第二纤维和粘合剂的原料进行抄纸的工序(以下，称为“抄纸工序”。)。上述本纸优选利用本方法进行制造。
[0069]在抄纸工序中，首先，调制包含第一纤维、第二纤维和粘合剂的原料。在原料(除了溶剂)中，第一纤维的含量和第二纤维的含量的合计例如为80?99.5质量％，粘合剂(有机粘合剂和无机粘合剂中的一者或两者)的含量例如为0.5?20质量％。此外，原料也可以进一步含有上述的其它成分。其它成分的含量例如为5质量％以下或4质量％以下。
[0070]原料是通过将第一纤维、第二纤维、粘合剂以及根据需要的其它成分与溶剂混合来调制的。溶剂只要是将第一纤维、第二纤维和粘合剂混合并分散的物质就没有特别限制，例如为水(例如，蒸馏水、离子交换水、自来水、地下水、工业用水)和/或极性有机溶剂(例如，乙醇、丙醇等一元醇类、乙二醇等二元醇类)，优选为水。这样调制的本纸的原料为具有适合抄纸的流动性的组合物(所谓的浆料等)。
[0071]在抄纸工序中，从这样调制的原料来将本纸进行抄纸。抄纸例如能够优选使用市售的抄纸装置进行。
[0072]另外，在制造包含加热处理纤维的本纸的情况下，作为第一纤维，准备加热处理纤维。即，在这种情况下，在本方法中，调制包含预先实施过加热处理的第一纤维、第二纤维和粘合剂的原料，将该原料进行抄纸来制造本纸。
[0073]另外，本方法在抄纸工序之前，也可以进一步包括对第一纤维实施加热处理的工序(以下，称为“加热处理工序”。)。在该加热处理工序中，首先，准备作为未处理纤维的第一纤维，接着对该未处理纤维实施加热处理，得到作为加热处理纤维的第一纤维。
[0074]加热处理的条件(例如，加热处理时间、加热处理时间)如上所述，能够适当确定。即，在加热处理工序中，例如，可以在低于结晶化温度的温度下对第一纤维实施加热处理。然后，在接下来的抄纸工序中，对包含在加热处理工序得到的加热处理纤维、第二纤维和粘合剂的原料进行抄纸。
[0075]接着，对本实施方式所涉及的具体的实施例进行说明。
[0076]实施例1
[0077][无机纤维质纸的制造]
[0078]作为第一生物可溶性无机纤维，准备SiO2含量为74质量％、CaO含量为25质量％、MgO含量为0.3质量％、Al2O3含量为2质量％的非晶质的Si02/Ca0纤维(以下，称为“纤维A”。)。纤维A的结晶化温度为895°C。纤维A的平均纤维直径为3.4 μ m。
[0079]作为第二纤维，准备SiO2含量为40质量％、CaO含量为35质量％、MgO含量为5质量％41203含量为13质量％的石棉(以下，称为“纤维C”。)。纤维C的平均纤维直径为2?
3μ m0
[0080]然后，以纤维AlOO重量份和纤维CO重量份、纤维A20重量份和纤维C80重量份、纤维A40重量份和纤维C60重量份、纤维A60重量份和纤维C40重量份、纤维A80重量份和纤维C20重量份、或纤维AO重量份和纤维ClOO重量份中的任意比率，制造包含纤维A和纤维C的6种无机纤维质纸。
[0081]S卩，将由以上述的任意比率组合的纤维A和纤维C构成的生物可溶性无机纤维100重量份、作为有机粘合剂的丙烯酸树脂(AG-100:固体成分50%、昭和电工株式会社制)12重量份、作为固定剂的硫酸铝(硫酸铝:0.2%溶液、大明化学工业株式会社制)1.2重量份、作为凝集剂的聚丙烯酰胺(DS414:0.5%溶液、星光PMC制)0.1重量份与2000重量份的水混合，调制原料浆料。然后使用市售的抄纸装置，进行原料浆料的抄纸，制造无机纤维质纸。所制造的无机纤维质纸均为厚度0.5?6mm、克重75?1800g/m2、密度0.15?0.3g/cm3。
[0082][密封性的评价]
[0083]评价如上所述制造的无机纤维质纸的密封性。即，首先，从各无机纤维质纸的任意部位，各冲裁出3个外径30mm、内径15mm的试验片。
[0084]接着，用法兰(flange)压缩试验片，使其厚度减少至50%。然后，从压缩机对法兰流通空气，测定差压成为30KPa时的该空气的流量(L/分钟)。评价测得的流量(通气性)作为无机纤维质纸的密封性(L/分钟)。
[0085][复原率的评价]
[0086]评价如上所述制造的无机纤维质纸的压缩加热后的复原率。即，首先，从各无机纤维质纸的任意部位,各切出3个宽25mm、长50mm的试验片,用游标卡尺测定各试验片的厚度(压缩加热前的厚度)。
[0087]接着，将该压缩加热前的厚度设为100%，压缩试验片直到其厚度达到50%。再将压缩状态的试验片载置在500±15°C的电炉内，保持3小时，由此进行压缩加热。之后，将试验片从压缩加热中解放。
[0088]用游标卡尺测定从解放压缩加热0.5小时后的试验片的厚度(压缩加热后的厚度)。然后，算出试验片的压缩加热后的厚度相对于压缩加热前的厚度的比例(％)作为复原率。
[0089][评价结果]
[0090]图1表示对于生物可溶性无机纤维的配合不同的6种无机纤维质纸，评价密封性(L/分钟)和压缩加热后的复原率(％)的结果。其中，图1所示的密封性和压缩加热后的复原率均为对于3个试验片所得到的值的算术平均值。另外，图1中密封性的数值越小，表示密封性越高。
[0091]如图1所示，随着无机纤维质纸所含的纤维C的配合比率增大，尽管压缩加热后的复原率具有降低的趋势，但密封性却提高。特别在纤维A为40?80重量份、纤维C为60?20重量份的情况下，无机纤维质纸维持压缩加热后的复原率，并且具备充分的密封性。
[0092]实施例2
[0093][无机纤维质纸的制造]
[0094]作为第一纤维，准备SiO2含量为76质量％、CaO含量为4质量％、MgO含量为18质量%、A1203含量为2质量%的非晶质的Si02/Mg0纤维(以下，称为“纤维B”。)。纤维B的结晶化温度为857°C。纤维B的平均纤维直径为3.6 μ m。作为第二纤维，准备在上述实施例1中也使用过的纤维C。
[0095]然后，与上述实施例1同样，制造作为生物可溶性无机纤维以互相不同的比率包含纤维B和纤维C的6种无机纤维质纸。制得的无机纤维质纸均为厚度0.5?6_、克重75 ?1800g/m2、密度 0.15 ?0.3g/cm3。
[0096][密封性和压缩加热后的复原率的评价]
[0097]与上述实施例1同样，评价无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率。图2表示对于生物可溶性无机纤维的配合不同的6种无机纤维质纸，评价密封性(L/分钟)和压缩加热后的复原率(％)的结果。其中，图2所示的密封性和压缩加热后的复原率均为对于3个试验片所得到的值的算术平均值。
[0098]如图2所示，随着无机纤维质纸所含的纤维C的配合比率增大，尽管压缩加热后的复原率有降低的趋势，但密封性提高。特别在纤维B为40?80重量份、纤维C为60?20重量份的情况下，无机纤维质纸维持压缩加热后的复原率，并且具备充分的密封性。
[0099]实施例3
[0100][无机纤维质纸的制造]
[0101]作为第一纤维，准备实施过加热处理的纤维A (以下，称为“加热处理纤维A”。)。即，通过对上述实施例1所使用的纤维A，在低于结晶化温度的800°C下实施20分钟的加热处理，得到加热处理纤维A。作为第二纤维，准备在上述实施例1中也使用过的纤维C。
[0102]然后，与上述实施例1同样，制造作为生物可溶性无机纤维以互相不同的比率包含加热处理纤维A和纤维C的6种无机纤维质纸。制得的无机纤维质纸均为厚度0.5?6mm、克重 75 ?1800g/m2、密度 0.15 ?0.3g/cm3。
[0103][密封性和压缩加热后的复原率的评价]
[0104]与上述实施例1同样，评价无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率。图3表示对于生物可溶性无机纤维的配合不同的6种无机纤维质纸，评价密封性(L/分钟)和压缩加热后的复原率(％)的结果。其中，图3所示的密封性和压缩加热后的复原率均为对于3个试验片所得到的值的算术平均值。
[0105]如图3所示，随着无机纤维质纸所含的纤维C的配合比率增大，密封性提高。另夕卜，压缩加热后的复原率，与使用作为未处理纤维的纤维A的上述实施例1的结果(参照图
1)相比，显著增加。即，通过作为第一纤维使用加热处理纤维A，压缩加热后的复原率显著提闻。
[0106]另外，与使用作为未处理纤维的纤维A的上述实施例1不同，包含加热处理纤维A80重量份和纤维C20重量份的无机纤维质纸的压缩加热后的复原率，与包含该加热处理纤维AlOO重量份且不含纤维C的无机纤维质纸的复原率相比，显著增加。
[0107]这样，特别在加热处理纤维A为40?80重量份、纤维C为60?20重量份的情况下，无机纤维质纸具备压缩加热后的充分的复原率和充分的密封性。
[0108]实施例4
[0109][无机纤维质纸的制造]
[0110]作为第一纤维，准备实施过加热处理的纤维B (以下，称为“加热处理纤维B”。)。即，通过对于上述实施例2所使用的纤维B，在低于结晶化温度的800°C下实施20分钟的加热处理，得到加热处理纤维B。作为第二纤维，准备在上述实施例1中也使用过的纤维C。
[0111]然后，与上述实施例1同样，制造作为生物可溶性无机纤维以互相不同的比率包含加热处理纤维B和纤维C的6种无机纤维质纸。制得的无机纤维质纸均为厚度0.5?6mm、克重 75 ?1800g/m2、密度 0.15 ?0.3g/cm3。
[0112][密封性和压缩加热后的复原率的评价]
[0113]与上述实施例1同样，评价无机纤维质纸的密封性和压缩加热后的复原率。图4表示对于生物可溶性无机纤维的配合不同的6种无机纤维质纸，评价密封性(L/分钟)和压缩加热后的复原率(％)的结果。其中，图4所示的密封性和压缩加热后的复原率均为对于3个试验片所得到的值的算术平均值。
[0114]如图4所示，随着无机纤维质纸所含的纤维C的配合比率增大，密封性提高。另夕卜，压缩加热后的复原率，与使用作为未处理纤维的纤维B的上述实施例2的结果(参照图
2)相比，显著增加。即，通过作为第一纤维使用加热处理纤维B，压缩加热后的复原率显著提闻。
[0115]此外，与使用作为未处理纤维的纤维B的上述实施例2不同，包含加热处理纤维B80重量份、纤维C20重量份的无机纤维质纸、以及包含加热处理纤维B60重量份、纤维C40重量份的无机纤维质纸的压缩加热后的复原率，与包含该加热处理纤维BlOO重量份且不含纤维C的无机纤维质纸的复原率相比，显著增加。
[0116]这样，特别在加热处理纤维B为40?80重量份、纤维C为60?20重量份的情况下，无机纤维质纸具备压缩加热后的充分的复原率和充分的密封性。
[0117]上述详细说明了几个本发明的实施方式和/或实施例，但本领域技术人员实质上不偏离本发明的新的启示和效果，对于这些作为例示的实施方式和/或实施例容易增加多种改变。因此，这些多种改变也包括在本发明的范围中。
[0118]该说明书中记载的文献的内容在此全部援弓丨。
【权利要求】
1.一种密封材料或缓冲材料，其中， 所述密封材料或缓冲材料由无机纤维质纸构成，并且所述无机纤维质纸包含: 平均纤维直径为3 μ m?7 μ m的第一生物可溶性无机纤维； 平均纤维直径为2 μ m?3 μ m且小于所述第一生物可溶性无机纤维的平均纤维直径的第二生物可溶性无机纤维；和粘合剂， 所述第一生物可溶性无机纤维和所述第二生物可溶性无机纤维的化学组成不同， 所述第一生物可溶性无机纤维是: SiO2含量为50?82质量％、CaO含量为5?34质量％、MgO含量为I质量％以下的Si02/Ca0纤维；或者 SiO2含量为50?82质量％、MgO含量为I?20质量％、CaO含量为I?9质量％的Si02/Mg0 纤维。
2.如权利要求1所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述Si02/Mg0纤维不含BaO。
3.如权利要求1或2所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述Si02/Ca0纤维和所述Si02/Mg0纤维的Al2O3含量为O?3质量％。
4.如权利要求1?3中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述第二生物可溶性无机纤维含有30质量％?50质量％的SiO2。
5.如权利要求1?4中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中，厚度为0.1?8mm。
6.如权利要求1?5中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述第一生物可溶性无机纤维的平均纤维直径为3.1 μ m?4.0 μ m。
7.如权利要求1?6中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述无机纤维质纸包含30质量％?90质量％的所述第一生物可溶性无机纤维、以及10质量％?70质量％的所述第二生物可溶性无机纤维。
8.如权利要求7所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述无机纤维质纸包含40质量％?80质量％的所述第一生物可溶性无机纤维、以及20质量％?60质量％的所述第二生物可溶性无机纤维。
9.如权利要求1?8中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述第二纤维为石棉。
10.如权利要求1?8中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述第二纤维是包含35质量％?45质量％的Si02、I质量％?10质量％的Mg0、20质量％?40质量％的CaO、10质量％?20质量％的Al2O3的纤维。
11.如权利要求1?10中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述第一生物可溶性无机纤维是预先实施过加热处理的生物可溶性无机纤维。
12.如权利要求11所述的密封材料或缓冲材料，其中， 所述加热处理温度为400°C?1300°C。
13.如权利要求1?12中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中， 作为纤维，仅包含所述第一生物可溶性无机纤维和第二生物可溶性无机纤维。
14.如权利要求1?13中任一项所述的密封材料或缓冲材料，其中，所述缓冲材料为脱硝用催化剂缓冲材料。
15.一种密封材料或缓冲材料的制造方法，其中， 所述密封材料或缓冲材料的制造方法包括对以下原料进行抄纸的工序， 其中，所述原料包含: 平均纤维直径为3?7 μ m的第一生物可溶性无机纤维； 平均纤维直径为2?3μπκ且小于所述第一生物可溶性无机纤维的平均纤维直径、与所述第一生物可溶性无机纤维的化学组成不同的第二生物可溶性无机纤维；和粘合剂， 所述第一生物可溶性无机纤维是: SiO2含量为50?82质量％、CaO含量为5?34质量％、MgO含量为I质量％以下的Si02/Ca0纤维；或者 SiO2含量为50?82质量％、MgO含量为I?20质量％、CaO含量为I?9质量％的Si02/Mg0 纤 维。
【文档编号】D01F9/08GK103429818SQ201280013767
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月21日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】三原彻也, 米内山贤, 石原铁也, 岸木智彦 申请人:霓佳斯株式会社