JP2002173379A - セラミック接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明では、超微細な粒子の分散液、中
粒粗粒を混合し、固形分濃度７０〜８０重量％の高固形
分濃度の流動性の高いスラリ状のものとし、僅かの水分
の除去或いは接着剤表面からの水分の蒸発により固化接
合する。 【効果】 高固形分濃度であるので、乾燥時の収縮もほ
とんどなく、乾燥後の接着剤は超微細粒子の結合力によ
り、高い強度を有する。作用する粉末の種類を変えるこ
とで、熱膨脹係数を制御できる。又高純度の原料粉末を
使用するが、バインダ成分を含有しないために、耐火度
の高いのセラミック接着剤を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボイラや焼却炉若し
くは鋳造用鋳型等の多孔質の耐火基材同士の接着に用い
るセラミック接着剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりボイラや焼却炉の耐火レンガ壁
面同士の接着、鋳造用鋳型の接着において、耐火性を有
するセラミック接着剤を用いている。現在種々のセラミ
ック接着剤が市販されているがいずれもケイ酸ソーダや
リン酸等の固化剤を含んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
なケイ酸ソーダやリン酸等の固化剤を含んだセラミック
接着剤は固化するのに１５〜３０分程度の時間がかかる
のみならず、固化剤の存在により、その分耐火度が低下
する。更に、固化剤を含有するために、基材側と接着剤
との間の熱膨脹率が大きくなり、特に、ボイラや焼却炉
若しくは鋳造用鋳型においては１０００℃以上の高温度
で使用するために、接合剥離等が生じやすい。

【０００４】本発明は、かかる技術的課題に鑑み、短時
間で固化可能なセラミック接着剤を提供することを目的
とする。本発明の他の目的は固化剤を用いずに、この結
果、耐熱性の高い接着剤を得ると同時に被接着材にあわ
せて熱膨脹係数も制御できるセラミック接着剤を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、ボイラや焼却炉若しくは鋳造用鋳型多孔
質の耐火基材同士の接着にいるセラミック接着剤におい
て、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ジルコニア／マグ
ネシア、スピネル、アルミナ／マグネシアより選択され
た一又は複数のセラミック粉粒を組み合わせて、超微細
な粒子の水分散液に、中粒、及び粗粒を適宜配分で混合
し、固形分濃度７０〜８０重量％の高固形分濃度の流動
性の高いスラリ状に形成したことを特徴とし、より具体
的には、請求項２に記載のように、前記固形分濃度が、
平均粒径０.５μｍ以下の微細粒が１０〜２０重量％、
平均粒径５〜１０μｍの中粒が２０〜４０重量％、平均
粒径１０〜１００μｍの粗粒が４０〜７０重量％である
事を特徴とする。

【０００６】かかる発明によれば、超微細な粒子の分散
液、中粒粗粒を混合し、固形分濃度７０〜８０重量％の
高固形分濃度の流動性の高いスラリ状のものとし、僅か
の水分の除去或いは接着剤表面からの水分の蒸発により
固化接合される。そして固化接合された接着剤は図１に
示すように、最も多く配合されている粗粒１３同士の隙
間に中粒の粒子１２と微細粒の粒子１１が高密度で充填
されているために、粒子間で分子間力が働き、固化剤が
なくても強固な接合力を発揮できる。

【０００７】又固形分濃度７０〜８０重量％の高固形分
濃度であるので、乾燥時の収縮もほとんどなく、乾燥後
の接着剤は超微細粒子の分子間結合力により、高い強度
を有する。更に接合される基材にあわせてアルミナ、ジ
ルコニア、シリカ、ジルコニア／マグネシア、スピネ
ル、アルミナ／マグネシア等を適宜選択して作用する粉
末の種類を変えることで、熱膨脹係数を制御できる。更
に高純度の原料粉末を使用するが、バインダ成分を含有
しないために、耐火度の高い接着剤が得られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成材料の粒度、配合比、温度などは特に特定的な記
載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣
旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【０００９】（実施例１）平均粒径０.５μｍ以下の微
細粒からなるシリカフィラーを１０重量％水中に分散さ
せた分散液中に平均粒径１０〜１００μｍにミリングし
たジルコニア粗粒を微細粒との配合比で７０重量％、平
均粒径５〜１０μｍにミリングしたアルミナ中粒を微細
粒との配合比で２０重量％投入して、水の量を調整しな
がら９０℃で２時間プロペラ攪拌機とホモジナイザーで
混練し固形分濃度７０〜８０重量％の高固形分濃度の流
動性の高い接着剤スラリー１を作製した後、図２に示す
ようにセラミック鋳型（基材）２、２間に接着剤スラリ
ー１をインサートして圧着保持した状態で５分間維持し
た。この接着したものを１５００℃にて１時間加熱した
ものを取り出して接合状態を確認したが、鋳型２と接着
剤１との間で熱膨脹剥離が全く生ぜず良好な接合状態を
維持できた。

【００１０】（実施例２）平均粒径０.５μｍ以下の微
細粒からなるアルミナを２０重量％分散させた分散液中
に平均粒径１０〜１００μｍにミリングしたアルミナ粗
粒を微細粒との配合比で５０重量％、平均粒径５〜１０
μｍにミリングしたアルミナ中粒を微細粒との配合比で
３０重量％投入して水の量を調整しながら１００℃で２
時間プロペラ攪拌機とホモジナイザーで混練し固形分濃
度８０重量％の高固形分濃度の流動性の高い接着剤スラ
リーを作製した後、図２に示すように耐火レンガ２、２
間に接着剤スラリー１をインサートして圧着保持した状
態で５分間維持した。この接着した耐火レンガ（基材）
２を１６００℃にて１時間加熱した後取り出して接合状
態を確認したが耐火レンガ２と接着剤１との間で熱膨脹
剥離が全く生ぜず良好な接合状態を維持できた。

【００１１】（実施例３）平均粒径０.５μｍ以下の微
細粒からなるシリカフィラーを２０重量％分散させた分
散液中に平均粒径１０〜１００μｍにミリングしたジル
コニア粗粒を微細粒との配合比で４０重量％、平均粒径
５〜１０μｍにミリングしたアルミナ中粒を４０重量％
投入して水の量を調整しながら１００℃で２時間プロペ
ラ攪拌機とホモジナイザーで混練し固形分濃度８０重量
％の高固形分濃度の流動性の高い接着剤スラリーを作製
した後、図２に示すように耐火レンガ２間に接着剤スラ
リー１をインサートして圧着保持した状態で５分間維持
した。この接着した鋳型を１６００℃にて１時間加熱し
た後取り出して接合状態を確認したが耐火レンガ２と接
着剤１との間で熱膨脹剥離が全く生ぜず良好な接合状態
を維持できた。

【００１２】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、固形
材が添加されていないために高純度である耐熱性の高い
接着剤を得ると同時に被接着材にあわせて熱膨脹係数も
制御できる。さらに、短時間で固化可能なセラミック接
着剤を得ることが出来る。又、本発明によれば５分程度
の短時間で固化することの出来るセラミック接着剤を得
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 セラミック接着剤において超微細な粒子と、
中粒、及び粗粒が分子間結合されている状態を示す作用
図である。

【図２】 セラミック接着剤を介して基材同士が接合さ
れている状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１ セラミック接着剤 ２ 基材 １１ 超微細な粒子 １２ 中粒 １３ 粗粒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラや焼却炉若しくは鋳造用鋳型多孔
   質の耐火基材同士の接着に用いるセラミック接着剤にお
   いて、 アルミナ、ジルコニア、シリカ、ジルコニア／マグネシ
   ア、スピネル、アルミナ／マグネシアより選択された一
   又は複数のセラミック粉粒を組み合わせて、超微細な粒
   子の水分散液に、中粒、及び粗粒を適宜配分で混合し、
   固形分濃度７０〜８０重量％の高固形分濃度の流動性の
   高いスラリ状に形成したことを特徴とするセラミック接
   着剤。
2. 【請求項２】 前記固形分濃度が、平均粒径０.５μｍ
   以下の微細粒が１０〜２０重量％、平均粒径５〜１０μ
   ｍの中粒が２０〜４０重量％、平均粒径１０〜１００μ
   ｍの粗粒が４０〜７０重量％である事を特徴とするセラ
   ミック接着剤。