CZ20001074A3 - Zlepąené pojení keramických vláken - Google Patents

Zlepąené pojení keramických vláken Download PDF

Info

Publication number
CZ20001074A3
CZ20001074A3 CZ20001074A CZ20001074A CZ20001074A3 CZ 20001074 A3 CZ20001074 A3 CZ 20001074A3 CZ 20001074 A CZ20001074 A CZ 20001074A CZ 20001074 A CZ20001074 A CZ 20001074A CZ 20001074 A3 CZ20001074 A3 CZ 20001074A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
suspension
weight
total weight
silica
starch
Prior art date
Application number
CZ20001074A
Other languages
English (en)
Inventor
John Vandermeer
Original Assignee
Wesbond Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wesbond Corporation filed Critical Wesbond Corporation
Publication of CZ20001074A3 publication Critical patent/CZ20001074A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/636—Polysaccharides or derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)

Description

Zlepšené pojení keramických vláken
Oblast techniky
Vynález se týká způsobů vakuového tváření keramických vláknitých suspenzí na tvarované výrobky.
Dosavadní stav techniky
US patent 3 224 927 ukazuje použití kationtového škrobu na vysražování křemenných pojiv na žáruvzdorných vláknech pro tváření ohnivzdorných papírů a rohoží. Ačkoli poznatky tohoto patentu jsou použitelné pro výrobu tvarovaných výrobků z keramických vláken, množství křemenného pojivá, které lze vyvločkovat na keramická vlákna, je omezeno vločkovací kapacitou kationtového škrobu; a to na 1,5 jednotky oxidu křemičitého na jednotku škrobu. Kromě toho množství škrobu, které lze použít, nesmí překročit 8 %. Jinak by tvářecí časy byly dlouhé a tvářené výrobky by se lepily na formy. Obsah pojivá a jeho složení jsou proto omezeny na hladiny, které dávají jen nepříliš tlusté kusy, tj. moduly pevnosti v ohybu 80- 120 psi (551,6 až 827,4 kPa). Proto existuje potřeba zlepšit způsoby vakuového tváření tvarovaných výrobků z keramických vláken.
Podstata vynálezu
Vynález se týká vodné keramické suspenze, která obsahuje keramická vlákna, kationtový škrob a koloidní oxid křemičitý, způsobu vakuového tváření suspenze a keramických výrobků, které jsou tímto způsobem tvářeny. Suspenze má typicky obsah tuhých látek 0,5 % až 3 %, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,5 % až 2 % keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,01 % až 0,7 % oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,005 % až 0,2 % kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost, suspenze, zbytek je voda. Sol oxidu křemičitého má, vztaženo na celkovou hmotnost sólu, 50 % oxidu křemičitého s velikostí částic v rozmezí od 7 nm do 200 nm a měrným povrchem 100 m2/g až 10 m2/g.
Způsob vakuového tváření suspenze vyžaduje průchod suspenze pórovitým sítem za vakuového ukládání obsahu tuhých látek suspenze na sítu, aby vznikl tvarovaný výrobek. Keramické výrobky typicky jako součást obsahují keramická vlákna v množství 62 % až 96 % • · ·
-2hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost keramického výrobku, 2 % až 30 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost výrobku a 1 % až 8 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost výrobku.
Po tomto shrnutí vynálezu bude nyní vynález popsán v podrobnostech odkazy na následující podrobný popis a neomezující příklady.
V souladu s vynálezem se pro získání tvarovaných výrobků vakuově tváří vodná suspenze, mající keramická vlákna, sol oxidu křemičitého s velkou velikostí Částic a širokou distribucí velikosti částic a škrob. Vodná suspenze keramických vláken, škrobu a sólu oxidu křemičitého má obsah tuhých látek 0,5 % až 3 % hmotnostní, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, výhodně 0,7 % až 1 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,5 % až 2 % hmotnostní keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, výhodně 0,7 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,01 % až 0,7 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, výhodně 0,02 % až 0,21 % hmotnostní oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
0,005 % až 0,2 % hmotnostní kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, výhodně 0,01 až 0,07 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, zbytek je voda.
Volitelně se do vodné suspenze keramických vláken, sólu oxidu křemičitého a škrobu začlení plnidlový materiál, například keramická plnidla a organická plnidla, výhodně keramická plnidla, aby se získala modifikovaná suspenze, kterou rovněž lze vakuově tvářet. Plnidlo se začleňuje v množství až do 1 % hmotnostního, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze. Modifikovaná suspenze, která má keramická vlákna, sol oxidu křemičitého, škrob a keramické plnidlo, má 0,5 % až 3 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, výhodně 0,07 % až 1,7 % hmotnostních tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze. Keramická vlákna jsou přítomna v modifikované suspenzi v množství 0,5 % až 2 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, výhodně 0,7 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, oxid křemičitý je přítomen v množství 0,01 % až 0,7 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, výhodně 0,02 % až 0,21 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, kationtový škrob je přítomen v množství 0,005 % až 0,2 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, výhodně 0,01 % až 0,07 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, zbytek je • 4 4 ·4 ·· • 4 ·44·
4·· 4 4 4 ·
4444444 44 4
4 444 4444 β 4444 44 4 4444 voda. Plnidlo je výhodně keramické plnidlo, které je přítomno v množství až do 1,0 % hmotnostního, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze. Výhodné sóly oxidu křemičitého, použité ve vodných suspenzích, které jsou vakuově tvářeny na sušené keramické výrobky v souladu s tímto vynálezem, jsou vodné, koloidní disperze diskrétních amorfních částic oxidu křemičitého ve slabě alkalické vodě, které obsahují, vztaženo na celkovou hmotnost sólu, 50 % oxidu křemičitého, zbytek vodu. Tyto sóly jsou k dispozici od firmy Wesbond Corporation, Wilmington, DE, USA, pod názvem Megasol™. Sóly se používají při pH 8,0 až 10,0, výhodně při pH 9,0 až 9,5. Sóly se používají s velikostí částic v rozmezí 7 nm až 200 nm, výhodně s rozmezím velikosti částic 8 nm až 190 nm, nejvýhodněji s velikostí částic v rozmezí 10 nm až 180 nm. Sóly se používají s měrným povrchem kolísajícím od 100 m /g do 10 m /g, výhodně 80 m2/g až 20 m2/g, nejvýhodněji 60 m2/g až 27 m2/g. Sóly se používají s titrovatelnými obsahy Na2O 0,02 % až 0,35 %, výhodně 0,1 % až 0,25 %, nejvýhodněji 0,20 % až 0,22 %.
Sóly oxidu křemičitého, například Megasol™, pro použití ve vynálezu mají větší rozmezí velikosti částic a menší měrné povrchy než sóly koloidního oxidu křemičitého podle dosavadního stavu techniky. Tyto znaky příznivě umožňují použití mnohem menších množství kationtového škrobu na vyvločkování oxidu křemičitého na keramických vláknech a na vy vločkování mnohem větších množství oxidu křemičitého na keramických vláknech. To umožňuje výrobu sušených keramických výrobků, například keramických vláknitých desek, které mají mnohem nižší obsah organických látek a vyšší pevnost a výrobu výrobků, které se spékají mnohem pomaleji, takže při zvýšených teplotách se ze zkušeností očekává menší smršťování.
Kationtové škroby pro použití ve vodných suspenzích, které jsou vakuově tvářeny ve shodě s tímto vynálezem, jsou výhodně předželatinované kationtové kukuřičné škroby, které byly ošetřeny kationtovým aminem, tepelně zpracovány a vločkovány. Tyto kationtové škroby jsou prodávány pod obchodním názvem WESTAR+ firmou Wesbond Corporation, Wilmington, DE, USA. Tyto kationtové škroby mají kationtový náboj 0,18 % N2 až 0,22 % N2 a pH 4 až 8. Škroby s vyšším kationtovým nábojem (0,30 % N2), například kukuřičný škrob WESTAR+3 od firmy Wesbond Corp., jsou rovněž použitelné. Další škroby, které lze rovněž použít v prostředcích a postupu, které jsou zde uvedeny, zahrnují, ale nejsou na ně omezeny: bramborový škrob SOLVATOSE Potato Starch, bramborový škrob EMPRESOL Potato Starch a bramborový škrob STA-LOK. Bramborový škrob SOLVATOSE Potato Starch, prodávaný firmou American Key Products, lne. Kerney, NJ, USA je předželatinovaný kationtový
-4• 4 • · 4 4 • · bramborový škrob, který byl upraven kationtovým aminem, tepelně zpracován a vločkován.
Tento škrob má kationtový náboj, měřeno jako obsah dusíku, 0,30 %N2.
Bramborový škrob EMPRESOL Potato Starch, prodávaný firmou American Key Products, lne, Kerney, NJ, USA, je rovněž předželatinovaný kationtový bramborový škrob, který byl upraven kationtovým aminem, tepelně zpracován a vločkován. Tento škrob má kationtový náboj, měřeno jako obsah dusíku, 0,30 %N2. Bramborový škrob STA-LOK, prodávaný firmou Staley industrial Products, Decatur, II, USA, je předželatinovaný kationtový bramborový škrob, který byl upraven kationtovým aminem, tepelně zpracován a vločkován. Tento škrob má kationtový náboj, měřeno jako obsah dusíku, 0,30 %N2.
Keramická vlákna pro použití v suspenzích, které jsou vakuově tvářeny v souladu s tímto vynálezem, zahrnují, ale nejsou na ně omezeny, hlinitokřemicitanová vlákna, například vlákna „Fiberfrax“ Regular, vlákna „Fiberfrax“ 6000 od firmy Unifrax Corporation, Niagara Falls, NY, USA, vlákna „Fiberfrax“ Spun od firmy Unifrax Corporation a keramická vlákna „Kaowool“ Ceramic Fibers od firmy Thermal Ceramics, Augusta, GA, USA Výhodná jsou kterákoli keramická vlákna z vláken „Fiberfrax“ 6000, „Fiberfrax“ Spun a „Fiberfrax“ Regular. Tato keramická vlákna se používají v rozměrech o průměru 2-3 mikrometry a délce čtyř palců (10 cm).
Další použitelná keramická vlákna zahrnují, ale nejsou na ně omezena, vlákna z hydratovaného oxidu hlinitého (z aluminy), vlákna z oxidu křemičitého, například prodávaná pod obchodním názvem „Maxsil“ firmou McAllister Mils, Independence, VA, USA, skleněná vlákna, například „Insulfrax“ od Unifrax Corporation, Niagara Falls, NY, USA, minerální vlny a další vlákna určená pro použití při vysokých teplotách, tzn. nad 1400 °F (760 °C) jsou rovněž použitelná jako keramická vlákna podle tohoto vynálezu. Volitelně se s keramickými vlákny jako součást začlení organická vlákna. Příklady organických vláken, která se použijí, zahrnují, ale nejsou na tyto omezena, celulózová vlákna, aramidová vlákna a polyetylenová vlákna.
Plnidla se používají ve formě vláken, drti nebo prášku.
Směs vláken s vodou, volitelně obsahující plnidlo, se potom podrobí mírnému míšení ve vrtulovém mísiči, aby se vlákna dispergovala a aby se zajistilo, že se vytvoří stejnoměrné vločky. Potom se přidá kationtový škrob za mírného míchání po dobu 5-10 minut, aby se škrob hydratoval. Výsledná směs vláken, škrobu a vody má pH 4 - 8, celkový obsah tuhých látek 0,5 % a 3 % hmotnostní, vztaženo na celkovou hmotnost směsi vláken, škrobu a vody, výhodně
-50,7 % až 0,8 % celkového obsahu tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost směsi vláken, škrobu a vody, 0,5 % až 2,7 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost směsi vláken, škrobu a vody, výhodně 0,7 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost směsi vláken, škrobu a vody, 0,005 % až 0,3 % hmotnostní škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost směsi vláken, škrobu a vody, výhodně 0,01 % až 0,07 % hmotnostních škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost směsi vláken, škrobu a vody, zbytek je voda.
Po připravení shora popsané směsi vláken, škrobu a vody se přidá dostatečné množství sólu oxidu křemičitého přípravku Megasol™, aby se dosáhlo 4 - 30 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na hmotnost vláken ve směsi vláken, škrobu a vody. Přípravek Megasol™ se přidává ke směsi vláken, škrobu a vody během mírného míchání, aby vyvločkoval na vláknech na trojrozměrné vločky. Přidané množství sólu oxidu křemičitého Megasol™ se řídí tak, aby se docílil poměr oxidu křemičitého ke škrobu 1 : 1 až 5 : 1, výhodně 2 : 1 až 4 : 1, nej výhodněji 2 : 1 až 3 : 1.
Výsledná vodná suspenze keramických vláken, škrobu a oxidu křemičitého má trojrozměrné vločky a lze ji vakuově tvářet na sítové formě, aby vznikl tvarovaný předrobek. Při vakuovém tváření se typicky pracuje s vakuem 20 až 29 palců Hg (677,3 až 982,1 mbar). Vakuovým tvářením suspenzí lze vyrábět výrobky jakékoli požadované tloušťky a tvaru.
Typicky se vodné suspenze vakuovým tvářením tvarují na předrobky o tloušťce 1 až 4 palce (2,5 až 10 cm).
Po vyrobení vakuově tvořených tvarů se předrobky vyjmou z formy a vysuší. Typicky se sušení provádí při 250 °F (121 °C) po dobu 3-4 hodin, aby se získal vysušený výrobek. Jiné podmínky sušení se použijí v závislosti na složení a tloušťce předrobku. Vysušený výrobek se potom volitelně žíhá při zvýšené teplotě, například při 1800 °F (982 °C) po dobu jedné hodiny. Jiné žíhací teploty se použijí v závislosti na složení a tloušťce vysušeného výrobku.
Vysušené výrobky, připravené postupem zde popsaným, typicky obsahují keramická vlákna v množství 62 % až 96 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného výrobku, výhodně 72 % až 94 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného výrobku, 2 % až 30 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost výrobku, výhodně 4 % až 21 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost výrobku a 1 % až 8 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na • ···· · · • · 9 celkovou hmotnost výrobku, výhodně 2 % až 7 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost výrobku. Vysušené výrobky, připravené zde popsaným postupem, typicky mají modul pevnosti v ohybu („MOR“) 100 psi až 500 psi (689,5 kPaaž 3447,4 kPa), hustotu lb/ft3 až 25 lb/ft3 (224,3 kg/m3 až 400,5 kg/m3) a tvrdost podle Shorea 60 až 80.
• fl ·
Použití prostředků sólu oxidu křemičitého ve vynálezu, uvedených v tomto dokumentu, které mají široké rozmezí velikostí částic oxidu křemičitého a malé povrchy, výhodně umožňuje zvýšit obsah křemenného pojivá o 200 % až 300 % ve srovnání se sóly podle dosavadního stavu techniky, aby byly získány výrobky, které nají pevnosti v suchém a vyžíhaném stavu více než dvojnásobné ve srovnání s křemennými sóly získanými podle dosavadního stavu techniky, které mají menší částice a užší rozmezí velikosti částic. Vysušené výrobky, připravené postupem popsaným v tomto dokumentu, mají zvýšenou pevnost, která se přenáší do vyšší trvanlivosti výrobků.
b·
Vysušené výrobky se volitelně žíhají při zvýšené teplotě například při 1800 °F (982 °C) po dobu jedné hodiny. Žíhání, vysušených výrobků se získají vyžíhané keramické předměty, ve kterých jsou keramická vlákna v množství 67 % až 98 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost vyžíhaného předmětu, výhodně 77 % až 96 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost vyžíhaného předmětu a 2 % až 33 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost vyžíhaného předmětu, výhodně 4 % až 23 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost vyžíhaného předmětu. Vyžíhané předměty mají typicky vysoké moduly pevnosti v ohybu („MOR“) 60 psi až 200 psi (413,7 kPa až 1379 kPa) a podélné smrštění žíháním 1 % až 1,2 %. Vyžíhané předměty, vyrobené postupem popsaným v tomto dokumentu, mají zvýšenou pevnost, která se přenáší do větší trvanlivosti hotového výrobku.
• fc fcfcfcfc fcfcfc • · ·
-7fcfc · • · » fc • fcfc • fcfc • · <
Příklady provedení vynálezu
Následující neomezující příklady tento vynález dále ilustrují. Všechny díly a procenta jsou vyjádřena jako díly hmotnostní, vztaženo na hmotnost vláken, pokud není poznamenáno jinak. Data modulu pevnosti v ohybu se získají se zkušebními tyčemi, které jsou 3 palce (76,2 mm) široké, 3,5 palce (88,9 mm) dlouhé a 0,3 - 0,5 palce (7,62 - 12,7 mm) tlusté, vyříznutými z vakuově tvarovaných výrobků. S použitím 2palcové (50,8mm) rozpětí jsou zkušební tyče středově namáhány na lom ohybem. Hodnoty modulu pevnosti v ohybu jsou vypočítávány s použitím vzorce:
R = (3 WI)/(2 bd2)
Kde je:
R modul pevnosti v ohybu v lb/in2
W zatížení v librách, při kterém vzorek praskne i“
I vzdálenost (rozpětí) v palcích mezi středovými čarami hran dolních opor b šířka vzorku v palcích d hloubka vzorku v palcích
Příklad 1
Zředěná suspenze se připraví s obsahem 80 gramů hlinitokřemičitanových sypaných vláken „Fiberfrax“ ve 25 librách (11,34 kg ) (3 galonech) (11,36 dm3) vody. K té suspenzi se přidá za sucha 4 gramy kationtového kukuřičného vločkovaného škrobu Westar+ Cationic Corn Flaked Starch (5 % hmotnostních vláken) a míchá se 5 minut, aby se škrob hydratoval. Potom se přidá 24 gramů přípravku Megasol™ (50 % pevných látek), aby se škrob a vlákna společně vločkovaly na trojrozměrné vločky, které se potom vakuově tváří na sítové formě o rozměrech
6,5 palce * 6,5 palce χ 1 palec (165,1 mm χ 165,1 mm x 25,4 mm). Vytvarovaný díl se vyjme z formy a suší se při 250 °F (121,1 °C) do dokonalého vysušení (3 až 4 hodiny). Charakteristiky pevnosti, hustoty a smršťování tohoto výrobku jsou uvedeny dole.
hmotnostní poměr vlákna : oxid křemičitý : škrob = 100 : 15 : 5 oxid křemičitý : škrob = 3:1 hustota vysušeného = 15,0 lb/ft3 (240,28 kg/m3) modul pevnosti v ohybu (MOR), vysušený = 214 psi (1475,5 kPa) modul pevnosti v ohybu (žíhaný 1 h při 1800 °F (982,2 °C)) = 90 psi (620,6 kPa) podélné smrštění žíháním = 1 % • 4
-8• · 4444 ·
44
4 «
4 4
4 <
44
Příklady 2-6
V Příkladech 2 - 6 se opakuje Příklad 1 s použitím poměru oxidu křemičitého ke škrobu od 1 : 1 do 4 : 1 pro přípravek Megasol a společně použitý sol, prostředek Ludox HS40, dodávaný firmou DuPont Corp. Prostředek Ludox HS40 má následující charakteristiky:
oxid křemičitý tuhý, na hmotnost 40%
povrch m2/g 230
průměrná velikost částic, nm 12
NasO, % hmotnostní 0,41
pH 9,7
MOR vysušený MOR vy žíhaný**
příklad hmotnostní poměr* oxid křemičitý škrob Megasol™ Ludox HS Megasol™ Ludox HS
2 100 : 5: 5 1 : 1 160 117 57 50
3 100 : 10 :5 2 : 1 195 88 79 48
4 100 : 15:5 3 : 1 214 70 90 37
5 100 : 20 ; 5 4 : 1 222 68 98 66
6 100 ; 7,5 : 2,5 3 : 1 117 57 66 27
* poměr vlákna : oxic křemičitý : škrob
* * 1 hodina při 1800F (982,2 °C)
-9• · • ••tf
Příklad 7
Zředěná suspenze se připraví přidáním 80 gramů hlinitokřemičitanových sypaných vláken „Fiberfrax 6000“ ve 25 librách (11,34 kg) (3 galonech) (11,36 dm3) vody. K té suspenzi se přidá za sucha 4 gramy kationtového kukuřičného vločkovaného škrobu Westar+ Cationic Corn Flaked Starch (5 % hmotnostních vláken) a míchá se 5 minut, aby se škrob hydratoval. Potom se přidá 24 gramů přípravku Megasol™ (50 % pevných látek), aby se škrob a vlákna společně vločkovaly na trojrozměrné vločky. Vyvločkovaný materiál se potom vakuově tváří na sítové formě 6,5 palce χ 6,5 palce χ 1 palec (165,1 mm χ 165,1 mm χ 25,4 mm). Vytvarovaný díl se vyjme z formy a suší se při 250 °F (121,1 °C) do dokonalého vysušení (3 až 4 hodiny). Charakteristiky pevnosti, hustoty a smršťování tohoto výrobku jsou uvedeny dole.
hmotnostní poměr vláken : oxidu křemičitého : škrobu = 100 : 15 : 5 oxidu křemičitého : škrobu = 3:1 hustota vysušeného = 15,2 lb/ft3 (243,48 kg/m3) modul pevnosti v ohybu (MOR), vysušený = 217 psi (1496,2 kPa) modul pevnosti v ohybu (vyžíhaný 1 h při 1800 °F (982,2 °C)) = 119 psi (820,5 kPa) podélné smrštění žíháním = 1,2 %
Příklad 8
Zředěná suspenze se připraví přidáním 80 gramů hlinitokřemičitanových sypaných vláken „Fiberfrax“ Regular ve 25 librách (11,34 kg ) (3 galonech) (11,36 dm3) vody. K té suspenzi se přidá za sucha 4 gramy kationtového kukuřičného vločkovaného škrobu Westar+ Cationic Corn Flaked Starch (5 % hmotnostních vláken) a míchá se 5 minut, aby se škrob hydratoval. Potom se přidá 24 gramů přípravku Megasol™ (50 % pevných látek), aby se škrob a vlákna společně vločkovaly na trojrozměrné vločky, které se potom vakuově tváří na sítové formě s rozměry
6,5 palce * 6,5 palce x 1 palec (165,1 mm χ 165,1 mm χ 25,4 mm). Vytvarovaný díl se vyjme z formy a suší se při 250 °F (121,1 °C) do dokonalého vysušení (3 až 4 hodiny). Charakteristiky pevnosti, hustoty a smršťování tohoto výrobku jsou uvedeny dole.
hmotnostní poměr vláken : oxidu křemičitého : škrobu = 100 : 15 : 5 oxidu křemičitého : škrobu = 3:1 hustota vysušeného =16,8 lb/ffc3 (269,11 kg/m3) modul pevnosti v ohybu (MOR), vysušený = 250 psi (1723,75 kPa) modul pevnosti v ohybu (vyžíhaný 1 h při 1800 °F (982,2 °C)) = 131 psi (903,25 kPa) podélné smrštění žíháním = 1,2 %
- 10• · »· » • tete · · ♦ • tete ♦ · · · • · · · · · te · ···· • · · · · tt · · ·· · tete ·· • ·· · • ·· · • · · · · • te· · ·· ··
Příklad 9
Zředěná suspenze se připraví přidáním 80 gramů hlinitokřemičitanových sypaných vláken „Fiberfrax“ Regular ve 25 librách (11,34 kg ) (3 galonech) (11,36 dm3) vody. K té suspenzi se přidá za sucha 4 gramy kationtového kukuřičného vločkovaného škrobu Westar+ Cationic Corn Flaked Starch (5 % hmotnostních vláken) a míchá se 5 minut, aby se škrob hydratoval. Potom se přidá 48 gramů přípravku Megasol™ (50 % pevných látek), aby se škrob a vlákna společně vločkovaly na trojrozměrné vločky, které se potom vakuově tváří na sítové formě s rozměry
6,5 palce x 6,5 palce x 1 palec (165,1 mm x 165,1 mm x 25,4 mm). Vytvarovaný díl se vyjme z formy a suší se při 250 °F (121,1 °C) do dokonalého vysušení (3 až 4 hodiny). Charakteristiky pevnosti, hustoty a smršťování tohoto výrobku jsou uvedeny dole.
hmotnostní poměr vláken : oxidu křemičitého : škrobu = 100 : 30 : 10 oxidu křemičitého: škrobu = 3:1 ... >· hustota vysušeného = 24,3 lb/ft3 (389,25 kg/m3) modul pevnosti v ohybu (MOR), vysušený = 502 psi (3461,29 kPa) modul pevnosti v ohybu (vyžíhaný 1 h při 1800 °F (982,2 °C)) - 200 psi (1379 kPa) podélné smrštění žíháním = 1,2 %

Claims (26)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob vakuového tváření vláknité suspenze na tvarovaný výrobek, skládající se z vytvoření vodné suspenze, která obsahuje keramická vlákna, kationtový škrob a sol oxidu křemičitého, vyznačující se tím, že suspenze má obsah
    0,5 % až 3 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,5 % až 2 % hmotnostní keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,01 % až 0,7 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,05 % až 0,2 % hmotnostní kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, zbytek je voda, sol oxidu křemičitého má, vztaženo na celkovou hmotnost sólu, 50 % oxidu křemičitého, který má rozmezí velikosti částic od 7 nm do 200 nm, měrný povrch 100 m2/g až 10 m2/g, zbytek je voda a průchodem suspenze přes pórovité síto za vakua se obsah tuhých látek ukládá na sítu a vznikne tvarovaný výrobek.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že sol má pH 8 až 10 a titrovatelný obsah Na2O 0,02 % až 0,35 %.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že suspenze má hmotnostní poměr oxidu křemičitého ke kationtovému škrobu 1 : 1 až 5 ; 1.
  4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že suspenze je modifikovaná suspenze, která obsahuje plnidlo.
  5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že modifikovaná suspenze má
    0.5 % až 3,0 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze keramická vlákna v množství 0,5 % až 2,0 % hmotnostní, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, oxid křemičitý v množství 0,01 % až 0,7 % hmotnostních,vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze,
    - 12»» · ·· · • · · · ·» • »··> ··· M< · · · ···· · · · · • · · · · · »·« » ·· * ·· * kationtový škrob v množství 0,005 % až 0,2 % hmotnostní, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, zbytek je voda.
  6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kationtový škrob je předželatinovaný kationtový kukuřičný škrob, který má kationtový náboj 0,18 % N2 až 0,3 %N2apH4až8.
  7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že kationtový škrob má náboj 0,18 % N2 až 0,22 %N2.
  8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že keramická vlákna jsou hlinitokřemičitanová vlákna.
  9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že suspenze má obsah
    0,7 % až 1 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,7 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,02 % až 0,21 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,01 % až 0,07 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, zbytek vodu a sol oxidu křemičitého má, vztaženo na celkovou hmotnost sólu, 50 % oxidu křemičitého, který má rozmezí velikosti částic od 10 nm do 180 nm a měrný povrch 60 m2/g až 27 m2/g, zbytek vodu a tím, že vakuum je 20 palců Hg až 29 palců Hg (677,3 mbar až 982,1 mbar).
  10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že suspenze má hmotnostní poměr oxidu křemičitého ke kationtovému škrobu 2 : 1 až 3 : 1.
  11. 11. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že modifikovaná suspenze má
    0,07 % až 1,7 % hmotnostních tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, keramická vlákna v množství 0,7 %, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, oxid křemičitý v množství 0,02 % až 0,21 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, kationtový škrob v množství 0,01 % až 0,07 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, zbytek je voda.
  12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že kationtový škrob je předželatinovaný škrob, který má kationtový náboj 0,18 % N2 až 0,22 % N2.
  13. 13. Vodná keramická suspenze obsahující keramická vlákna, kationtový škrob a koloidní oxid křemičitý, vyznačující se tím, že suspenze má obsah
    0,5 % až 3 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,5 % až 2 % hmotnostní keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,01 % až 0,7 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,005 % až 0,2 % hmotnostní kationového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, zbytek je voda, sol oxidu křemičitého má, vztaženo na celkovou hmotnost sólu, 50 % oxidu křemičitého, který má rozmezí velikosti částic od 7 nm do 200 nm a měrný povrch 100 m2/g až 10 m2/g, zbytek vodu.
  14. 14. Suspenze z nároku 13, vyznačující se tím, že sol má pH 8,0 až 10,0 a titrovatelný obsah Na2O 0,02 až 0,35 %.
  15. 15. Suspenze podle nároku 13, vyznačující se tím, že suspenze je modifikovaná suspenze, která obsahuje keramické plnidlo.
  16. 16. Suspenze podle nároku 13, vyznačující se tím, že suspenze má hmotnostní poměr oxidu křemičitého ke škrobu 1 : 1 až 5 : 1.
  17. 17. Suspenze podle nároku 13, vyznačující se tím, že keramická vlákna jsou vybrána ze skupiny hydrátovaného oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, skla, minerální vlny a hlinitokřemičitanových vláken.
    -14- ........
  18. 18. Suspenze podle nároku 16, vyznačující se tím, že kationtový škrob je předželatinovaný kationtový kukuřičný škrob, který má kationtový náboj 0,18 % N2 až
    0,3 % N2 apH 4 až 8.
  19. 19. Suspenze podle nároku 13, vyznačující se tím, že suspenze má obsah
    0,7 % až 1 % hmotnostní tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,7 % hmotnostních keramických vláken, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze, 0,02 % až 0,21 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze,
    0,01 % až 0,07 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost suspenze a sol oxidu křemičitého má rozmezí velikosti částic od 10 nm do 180 nm a měrný povrch 60 m /g až 27 m /g.
  20. 20. Suspenze podle nároku 15, vyznačující se tím, že modifikovaná suspenze obsahuje
    0,07 % až 1,7 % hmotnostních tuhých látek, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, keramická vlákna v množství 0,7 %, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, oxid křemičitý v množství 0,02 % až 0,
  21. 21 %, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, kationtový škrob v množství 0,01 % až 0,07 %, vztaženo na celkovou hmotnost modifikované suspenze, zbytek je voda.
  22. 22. Suspenze podle nároku 21, vyznačující se tím, že kationtový škrob je předželatinovaný kationtový kukuřičný škrob, který má kationtový náboj 0,18 % N2 až 0,22 % N2.
  23. 23. Vysušený keramický výrobek, vyznačující se tím, že Obsahuje keramická vlákna v množství 62 % až 96 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného keramického výrobku,
    2 % až 30 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného keramického výrobku, . . ·· · ·. ·· ·: . : :: · · *· · : : ...... ..... ·: ::
    -15- ...........
    1 % až 8 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného keramického výrobku, oxid křemičitý má velikost částic 7 nm až 200 nm a měrný povrch 100 m2/g až 10 m2/g.
  24. 24. Vysušený keramický výrobek podle nároku 23, vyznačující se tím, že má modul pevnosti v ohybu 100 psi až 500 psi (689,5 kPaaž 3447,4 kPa), hustotu 14 lb/ft3 až 25 lb/ft3 (224,3 kg/m3 až 400,5 kg/m3) a tvrdost podle Shorea 60 až 80.
    24. Vysušený keramický výrobek podle nároku 23, vyznačující se tím, že má hmotnostní poměr keramických vláken : oxidu křemičitého : škrobu rovný 100 : 15 : 5 a modul pevnosti v ohybu 250 psi (1723,75 kPa).
  25. 25. Vysušený keramický výrobek podle nároku 22, vyznačující se ťím, že výrobek obsahuje keramická vlákna v množství 72 % až 94 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného keramického výrobku,
    4 % až 21 % hmotnostních oxidu křemičitého, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného keramického výrobku,
    2 % až 7 % hmotnostních kationtového škrobu, vztaženo na celkovou hmotnost vysušeného keramického výrobku a oxid křemičitý má velikost částic 10 nm až 180 nm a měrný povrch 60 m2/g až 27 m2/g.
  26. 26. Výrobek vyznačující se tím, že je vyrobený postupem podle nároku 1.
CZ20001074A 1997-09-26 1998-09-25 Zlepąené pojení keramických vláken CZ20001074A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6009797P 1997-09-26 1997-09-26
US08/971,339 US5945049A (en) 1997-09-26 1997-11-17 Bonding of ceramic fibers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20001074A3 true CZ20001074A3 (cs) 2001-12-12

Family

ID=26739556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20001074A CZ20001074A3 (cs) 1997-09-26 1998-09-25 Zlepąené pojení keramických vláken

Country Status (10)

Country Link
US (2) US5945049A (cs)
EP (1) EP1044088A4 (cs)
JP (1) JP2003521391A (cs)
AU (1) AU745132B2 (cs)
CA (1) CA2302207C (cs)
CZ (1) CZ20001074A3 (cs)
HU (1) HU224058B1 (cs)
NZ (1) NZ503083A (cs)
PL (1) PL191608B1 (cs)
WO (1) WO1999015322A1 (cs)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE211122T1 (de) * 1992-01-17 2002-01-15 Morgan Crucible Co Verwendung anorganischer fasern, löslich in einer salzlösung, als isoliermaterial
US6451871B1 (en) * 1998-11-25 2002-09-17 Novartis Ag Methods of modifying surface characteristics
GB2341607B (en) * 1998-09-15 2000-07-19 Morgan Crucible Co Bonded fibrous materials
ATE243665T1 (de) 1999-09-10 2003-07-15 Morgan Crucible Co Hochtemperaturbeständige, in salzlösung lösliche fasern
US6868892B2 (en) * 1999-10-01 2005-03-22 International Engine Intellectual Property Company, Llc Ceramic fiber core for casting
MX243359B (es) * 2000-06-13 2007-01-27 Roquette Freres Uso papelero o no papelero de una composicion amilacea que contiene una materia amilacea cationica, seleccionada.
AT408439B (de) * 2000-08-21 2001-11-26 Tulln Zuckerforschung Gmbh Flockungs- bzw. bindemittel für den keramischen bereich
US6533897B2 (en) * 2001-04-13 2003-03-18 Fmj Technologies, Llc Thermally and structurally stable noncombustible paper
US6569233B2 (en) * 2001-09-25 2003-05-27 W. R. Grace & Co.-Conn. Pumpably verifiable fluid fiber compositions
US6790275B2 (en) 2001-09-25 2004-09-14 W. R. Grace & Co.-Conn. Pumpably verifiable fluid fiber compositions
GB2383793B (en) * 2002-01-04 2003-11-19 Morgan Crucible Co Saline soluble inorganic fibres
US20050075026A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 The Boeing Company Rigidized ceramic fiber batting board and method of producing same
US7875566B2 (en) * 2004-11-01 2011-01-25 The Morgan Crucible Company Plc Modification of alkaline earth silicate fibres
US8262820B2 (en) * 2006-04-28 2012-09-11 United States Gypsum Company Method of water dispersing pregelatinized starch in making gypsum products
US8303159B2 (en) * 2008-09-05 2012-11-06 United States Gypsum Company Efficient wet starch preparation system for gypsum board production
US9259600B2 (en) * 2008-09-09 2016-02-16 Graig Cropper Method and apparatus for protecting buildings from fire
US8062464B2 (en) 2008-09-09 2011-11-22 Graig Cropper Use of ceramic fiber fire barriers in vehicular compartments
US9777473B2 (en) * 2008-09-09 2017-10-03 Graig Cropper Fire barrier for wall sheathing materials
JP2011132629A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Isolite Insulating Products Co Ltd セラミック繊維製防炎ペーパー及びその製造方法
CN102528898B (zh) * 2011-11-29 2014-06-25 重庆四维卫浴(集团)有限公司 陶瓷坯件高压注浆成型工艺
JP5963704B2 (ja) * 2013-03-29 2016-08-03 イソライト工業株式会社 耐火断熱材及びその製造方法
JP2016160553A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 鉦則 藤田 成形体、該成形体を含む建築資材、車両、船舶、航空機及び電化製品、並びに成形体の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2806270A (en) 1953-07-17 1957-09-17 Rolls Royce Method of making moulds for precision casting
US2829060A (en) 1954-10-25 1958-04-01 Rolls Royce Mould and method of making the same
GB1004278A (en) 1963-06-14 1965-09-15 Monsanto Chemicals Production of moulds
US3224927A (en) * 1963-10-04 1965-12-21 Du Pont Forming inorganic fiber material containing cationic starch and colloidal silica
US3396775A (en) 1965-11-24 1968-08-13 Dresser Ind Method of making a shell mold
US3751276A (en) 1970-06-25 1973-08-07 Du Pont Refractory laminate based on negative sol or silicate and positive sol
US3748157A (en) 1970-06-25 1973-07-24 Du Pont Refractory laminate based on negative sols or silicates and basic aluminum salts
US4552804A (en) * 1982-06-21 1985-11-12 Nalco Chemical Company Prevention of silica migration in thermal insulation with water-soluble salts of inorganic oxygen-containing acids or acidic gases
US5030482A (en) * 1989-05-24 1991-07-09 Swiss Aluminium Ltd. Filter gasketing
FR2669624B1 (fr) * 1990-11-28 1994-01-07 Rhone Poulenc Chimie Articles isolants a base de fibres minerales et leur procede de fabrication.
US5273821A (en) * 1991-11-12 1993-12-28 The Carborundum Company High strength ceramic fiber board
US5271888A (en) * 1992-02-10 1993-12-21 Specialty Management Group, Inc. Ceramic log moulding process
KR0153401B1 (ko) * 1994-12-02 1998-11-16 전성원 복합재료용 예비성형체의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US5945049A (en) 1999-08-31
HUP0003489A2 (hu) 2001-02-28
EP1044088A1 (en) 2000-10-18
CA2302207C (en) 2004-06-22
PL191608B1 (pl) 2006-06-30
HU224058B1 (hu) 2005-05-30
CA2302207A1 (en) 1999-04-01
HUP0003489A3 (en) 2002-03-28
NZ503083A (en) 2002-06-28
US6214102B1 (en) 2001-04-10
JP2003521391A (ja) 2003-07-15
AU745132B2 (en) 2002-03-14
PL339454A1 (en) 2000-12-18
EP1044088A4 (en) 2004-04-28
WO1999015322A1 (en) 1999-04-01
AU9510098A (en) 1999-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20001074A3 (cs) Zlepąené pojení keramických vláken
US6287994B1 (en) Ceramic fiber insulation material
JPH04265278A (ja) 無機繊維を基材とする絶縁製品及びその製造方法
GB2202842A (en) Lightweight refractory
CN112624778B (zh) 一种高强度高密度无机纤维制品及其制备方法
EP0395203B1 (en) Refractory supports
CN114746379A (zh) 无机纤维成型体、加热炉、结构体、以及无机纤维成型体的制造方法
JPS63182273A (ja) 熱絶縁する繊維成形体およびその製造方法
US4349637A (en) Alumina binder for fiber containing alumina
JPS6410469B2 (cs)
US5854156A (en) Granulated powder for producing silicon nitride sintered body
JP4607384B2 (ja) 酸化物繊維系複合材料、及びその製造方法
US4600437A (en) Inorganic material, a process for producing same and a solidifying method thereof
MXPA00002953A (en) Improved bonding of ceramic fibers
JPS58104059A (ja) 繊維質成形体用組成物
EP0751103B1 (en) Clay compositions for use in slip casting
JPS59187700A (ja) 耐熱性繊維質成形体の製造法
CA1041559A (en) Mineral wool fiber insulation products
JPS59199567A (ja) 無機繊維成型体
AU2001275758A1 (en) Bonded fibrous materials
JP3280017B2 (ja) 珪酸カルシウム焼結体
JPS5939765A (ja) 多孔性アルミナ焼結体の製造方法
WO2023079860A1 (ja) 耐熱性板部材および構造体
KR20230093029A (ko) 무기질 성형체
JPH03295845A (ja) 生セラミックスシートの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic