JP2002284567A

JP2002284567A - 耐熱部材

Info

Publication number: JP2002284567A
Application number: JP2001090371A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Goto; 嘉彦後藤; Shinya Tomosue; 信也友末; Takashi Onoe; 崇史尾上
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP4786049B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低熱容量で、アルカリに対する高耐食性を有
し、しかも低コストで高い生産性で得られる耐熱部材を
提供する。【解決手段】少なくとも表層が、アルミナ質の含有量
が７０重量％以上の高アルミナ質繊維と、アルミナ質の
含有量が７０重量％以上の高アルミナ質粒子とが無機バ
インダーで結合された構造を有し、かつ、表層から内部
に向かって（高アルミナ質繊維の重量比率／高アルミナ
質粒子の重量比率）の値が漸次または段階的に大きくな
っていることを特徴とする耐熱部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ成分に対
する耐食性が高く、かつ低熱容量の耐熱部材に関する。

【０００２】セラミックス材料を焼成したり、熱処理を
行う炉の内部に用いられる耐熱部材には、熱容量の小さ
な材質が求められる。これは、加熱のために投入したエ
ネルギーが耐熱部材に吸収されてしまうことを抑制し、
エネルギーの利用効率を高めるためである。

【０００３】他方において、焼成材料によっては、ナト
リウム等のアルカリを含んだ腐食性ガスが発生し、それ
により耐熱部材が傷み易くなるという問題がある。

【０００４】この腐食を抑制するには、耐熱部材の構成
材料として結晶性の高い高純度アルミナ用い、しかもガ
スの浸透を抑えるために高密度化すればよいことが分か
っている。しかし、結晶性の高い高純度高密度のアルミ
ナ成形体は高価であり、また材質を高密度化することに
より、必然的に高比熱化して熱容量が大きくなってしま
う。

【０００５】この問題を解決する技術として、特開平6-
24778号公報には、セラミックス成形体において、表層
から内部に向かって漸次気孔径が大きくなっていくよう
な傾斜構造を付与することで、表層は緻密質で内部に向
かって粗になるようなものとし、全体の熱容量の増加を
抑えたものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された傾斜構造を得るには、気孔径の制御のた
めに微妙な製造条件の調整が必要であり、低コストで高
い生産性が要求される場合には好ましくない。また、耐
アルカリ性の向上が十分とは言えず、更なる改善が必要
である。

【０００７】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、低熱容量で、アルカリに対する高耐食性を
有し、しかも低コストで高い生産性で得られる耐熱部材
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本願第１の発明は、少なくとも表層が、アルミナ質
の含有量が７０重量％以上の高アルミナ質繊維と、アル
ミナ質の含有量が７０重量以上の高アルミナ質粒子とが
無機バインダーで結合された構造を有し、かつ、表層か
ら内部に向かって（高アルミナ質繊維の重量比率／高ア
ルミナ質粒子の重量比率）の値が漸次または段階的に大
きくなっていることを特徴とする耐熱部材である。

【０００９】第１の発明によれば、アルカリ雰囲気に接
触する面における高アルミナ質繊維及び高アルミナ質粒
子の配合割合を高くすることで、該面が高アルミナ化、
高密度化、高緻密化し、耐アルカリ性が高くなる。さら
に、表面から内部に向かって低密度化するので、耐熱部
材として低熱容量化することができる。特に高アルミナ
質粒子として純度９９．５%以上のαアルミナ粒子を用
いた場合には、表層が高アルミナ結晶化し、高耐食性を
得る上でさらに好ましい。

【００１０】高アルミナ質繊維として最も好ましいの
は、アルミナ質が９０重量％以上のものである。また、
耐食性に若干劣ることを許容するならば、アルミナ質が
７０重量％〜９０重量％未満のもの、例えばムライト繊
維を用いることができる。

【００１１】高アルミナ質粒子は、アルミナ質の割合が
極力高く、より結晶化度の高いものが好ましい。高アル
ミナ質粒子として、最も好ましいものは、アルミナ質が
９９重量％以上のαアルミナ粒子である（第９発明）。
耐アルカリ性に若干劣ることを許容するならば、高アル
ミナ質粒子として、ムライト粒子を用いることができ
る。最低限の耐アルカリ性を得るためには、高アルミナ
粒子のアルミナ含有量は７０重量％以上であることが必
要である。

【００１２】また、第２の発明は、少なくとも表層が、
アルミナ質の含有量が７０重量％以上の高アルミナ質繊
維と、アルミナ質の含有量が７０重量％以上の高アルミ
ナ質粒子とが無機バインダーで結合された構造を有し、
かつ、表層から内部に向かって、高アルミナ質繊維か
ら、アルミナ質の含有量が５０重量％以下の低アルミナ
質繊維またはシリカ質の含有量が５０重量％を超える高
シリカ質繊維へと漸次または段階的に組成が変化してい
ることを特徴とする耐熱部材である。

【００１３】第２の発明によれば、表層を高アルミナ質
繊維及び高アルミナ質粒子で構成することで、高い耐ア
ルカリ性を得ることができる。また、内部に向かって高
アルミナ質繊維の割合を高めることで、低コスト化する
ことができる。尚、低アルミナ質繊維としては、アルミ
ナ質の割合の小さいアルミナシリカ繊維（アルミナ質５
０重量％、シリカ質５０重量％）を挙げることができ
る。

【００１４】また、第３の発明は、少なくとも表層が、
アルミナ質の含有量が７０重量％以上の高アルミナ質繊
維と、アルミナ質の含有量が７０重量％以上の高アルミ
ナ質粒子とが無機バインダーで結合された構造を有し、
かつ、表層から内部に向かって、高アルミナ質粒子か
ら、アルミナ質の含有量が５０重量％以下の低アルミナ
質粒子またはシリカ粒子へと漸次または段階的に組成が
変化していることを特徴とする耐熱部材である。

【００１５】第３の発明によれば、表層を高アルミナ質
繊維及び高アルミナ質粒子で構成することで、高い耐ア
ルカリ性を得ることができる。また、内部に向かって低
アルミナ質粒子の割合を高めることで、低コスト化する
ことができる。尚、低アルミナ質粒子の具体例として
は、シリカ質を５０重量％、アルミナ質を５０重量％含
むシリカアルミナ粒子を挙げることができる。

【００１６】また、第４の発明は、第１乃至第３の発明
において、表層における高アルミナ質繊維と高アルミナ
質粒子との比率は、重量比で１０：９０〜４０：６０で
あることを特徴とする耐熱部材である。

【００１７】耐アルカリ性が必要とされる表層では、あ
る程度高アルミナ質粒子の割合を高くし、緻密化すると
共にα化率を高め、高結晶化させることが好ましい。こ
のために高アルミナ質繊維と高アルミナ質粒子との比率
は、上記範囲とすることが好ましい。高アルミナ質粒子
の割合が上記範囲より少ないと、耐アルカリ性が不足す
る。また、高アルミナ質粒子の割合が上記範囲より大き
いと、繊維の補強効果が小さくなり、耐熱部材としての
強度が不足し好ましくない。

【００１８】また、第５の発明は、第１乃至第４の発明
において、高アルミナ質繊維が、９０重量％以上のアル
ミナ質を含みかつαコランダム結晶化度が２０〜６０％
のアルミナ質繊維、もしくは７０〜９０重量％のアルミ
ナ質を含みかつムライト結晶化度が６０％以上のアルミ
ナ質繊維であることを特徴とする耐熱部材である。

【００１９】高アルミナ質繊維では、その結晶性につい
て、α化結晶をどの程度の割合で含んでいるかというα
コランダム結晶化度またはムライト結晶化度により評価
できる。そして、アルミナ質を９０重量％以上含む高ア
ルミナ質繊維の場合、αコランダム結晶化度が２０％以
下では、耐アルカリ性に劣り好ましくない。また、αコ
ランダム結晶化度が６０％以上のものは、製造が困難で
入手し難いという問題がある。本発明においては、アル
ミナ質を９０重量％有する高アルミナ質繊維の中でも、
αコランダム結晶化度が２０％〜５０％のものを用いる
ことで高い耐アルカリ性を実現する。

【００２０】また、アルミナ質を７０〜９０重量％含む
高アルミナ繊維の場合、ムライト結晶化度が６０％以上
でないと耐アルカリ性に劣り好ましくない。本発明にお
いては、アルミナ質を７０〜９０重量％有する高アルミ
ナ質繊維の中でも、ムライト結晶化度が６０％以上のも
のを用いることで高い耐アルカリ性を実現する。尚、ム
ライト結晶化度は１００％に極めて近いものは入手可能
である。

【００２１】また、第６の発明は、第１乃至第５の発明
において、高アルミナ質粒子の粒径が１〜４５μｍであ
ることを特徴とする耐熱部材である。

【００２２】高アルミナ質粒子の平均粒径が１μｍより
小さいと、その半径が小さくなるので、アルカリ成分に
よる粒子自体の腐食が短い時間で起こりやすく、得られ
る耐熱部材の耐食性が低くなるので好ましくない。ま
た、高アルミナ質粒子の平均粒径が４５μｍより大きい
と、比表面積が小さくなることに起因して腐食が進行し
易く、好ましくない。

【００２３】また、第７の発明は、第１乃至第６の発明
において、表層の密度が０．５〜１．１ｇ／ｃｍ³であ
ることを特徴とする耐熱部材である。

【００２４】表層の密度が上記範囲以下であると、緻密
性が足りず、アルカリ雰囲気の浸透が問題となり、耐ア
ルカリ性が低下するので好ましくない。また、表層の密
度が上記範囲より大きくすることは、粒子密度を高くし
なければならず、それに伴って高アルミナ質繊維の配合
割合が減少するため、高アルミナ質繊維による補強効果
が小さくなり好ましくない。

【００２５】また、第８の発明は、第１乃至第７の発明
において、無機バインダーがコロイダルシリカ及び／ま
たはアルミナゾルであり、かつ表層における配合比率が
固形分換算で４〜１５重量％であることを特徴とする耐
熱部材である。

【００２６】コロイダルシリカは、高アルミナ質繊維や
高アルミナ質粒子との結合力に優れ、また耐熱性に優れ
る。また、その配合比率が上記範囲より大きいと、コロ
イダルシリカ成分が過剰となり、耐アルカリ性の低いシ
リカ分が多くなることで、表層の耐食性が低下するので
好ましくない。また、コロイダルシリカの配合比率が上
記範囲より小さいと、焼成後においてムライト化せず、
シリカ質が残存し、耐食性が低下する要因となるので好
ましくない。

【００２７】また、第９の発明は、第１乃至第８の発明
において、高アルミナ質粒子がαアルミナ粒子であるこ
とを特徴とする耐熱部材である。

【００２８】また、第１０の発明は、第１乃至第９の発
明において、内部から表層に向かってアルミナ質の結晶
化度が漸次または段階的に高くなっていることを特徴と
する耐熱部材である。

【００２９】第１０の発明によれば、表層におけるアル
ミナ質の結晶性が高く、アルカリ雰囲気に対する耐性を
高くできる。

【００３０】また、第１１の発明は、第１乃至第１０の
発明において、組成が変化している明確な界面が存在し
ないことを特徴とする耐熱部材である。

【００３１】本発明の耐熱部材の製造は、例えば、後述
するスラリーを切り替えていく製造方法を採用すること
ができる。そして、組成の変化が緩やかにある程度の幅
をもった遷移層を形成するようにスラリーの切り替えを
行うことで、組成の異なる界面が明確に現れない傾斜構
造を得ることができる。これにより、熱衝撃を受けても
組成の違いに起因する界面付近での剥離やクラックの発
生、界面における応力の発生といった問題を抑制でき
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て詳細に説明する。

【００３３】本発明の耐熱部材は、高アルミナ質繊維
と、高アルミナ質粒子と、無機バインダーとを必須成分
として含む。

【００３４】高アルミナ質繊維は、アルミナ質が７０重
量％以上のものであり、アルミナ質が７０重量％未満で
は耐アルカリ性が低く、要求される耐食性が得られな
い。アルミナ質の割合は通常９５重量％程度である。そ
れ以上アルミナ質の割合が高くなると、耐食性の点では
有利であるが、繊維の柔軟性が失われ、成形体の強度の
低下や製造の困難性が高くなり好ましくない。また、高
アルミナ質繊維として９０重量％以上のアルミナ質を含
む場合には、そのαコランダム結晶化度が２０〜６０重
量％のものを、またアルミナ質が７０〜９０重量％未満
の場合には、ムライト結晶化度が６０％以上のものをそ
れぞれ用いる。このような要件を満たす高アルミナ質繊
維としては、アルミナ繊維やムライト繊維が挙げられ
る。

【００３５】また、高アルミナ質粒子としては、極力純
度及び結晶性の高いαアルミナが好ましい。

【００３６】また、無機バインダーとしては、コロイダ
ルシリカやアルミナゾルが好ましい。

【００３７】本発明の耐熱部材を製造するには、先ず、
上記原料に水と有機バインダー（例えば、澱粉）を加え
て混合し、スラリーを得る。このとき、高アルミナ質繊
維と高アルミナ質粒子との配合比が異なる複数種を用意
する。但し、説明のために、ここでは、高アルミナ質繊
維と高アルミナ質粒子との配合比の異なる２種類のスラ
リーを例示する。即ち、高アルミナ質繊維：高アルミナ
質粒子が重量比で１０〜３０：９０〜７０である第１の
スラリーと、高アルミナ質繊維：高アルミナ質粒子が重
量比で５０〜８０：５０〜２０である第２のスラリーと
を用意する。ここで、第１のスラリーが高アルミナ質粒
子の配合割合が高いスラリーで、第２のスラリーが高ア
ルミナ質粒子の配合割合が低いスラリーである。

【００３８】次に、上記２種類のスラリーを用いて吸引
脱水成形法により、板状の成形物を得る。その際、先
ず、第１のスラリーを用いて吸引脱水成型を行い、ある
段階で第２のスラリーを徐々に加えてゆく。こうする
と、成型物の厚さ方向において、最初は第１のスラリー
を原料とした組成となり、ある段階から第２のスラリー
を原料とした組成へと変化する。この変化は、スラリー
の加え方を調整することで、漸次変化させたり、段階的
にさせたり、それらを組み合わせた状態にさせたり、自
由に調整することができる。

【００３９】ここで示す方法では、第１のスラリーの方
が第２のスラリーに比較して、高アルミナ粒子配合割合
が大きいので、最初に堆積を行った層がより高密度で堆
積が進むうちに低密度になる傾斜構造が得られる。

【００４０】即ち、堆積の始めの段階では、高アルミナ
質粒子の配合割合がより大きいので、緻密性が高く、高
密度になる。当然、アルミナ質の結晶性も高いものとな
る。また、堆積の終わりの段階では、高アルミナ質粒子
の配合割合が小さいので、アルミナ質の結晶性は低いも
のとなる。即ち、高アルミナ質粒子の配合割合が小さけ
れば、相対的に高アルミナ質繊維の配合割合は高くなる
が、高アルミナ質繊維は結晶性の低い成分を含んでいる
ので、その場合、組成物におけるアルミナ質の結晶性は
低くなる。

【００４１】こうして高アルミナ質繊維と高アルミナ質
粒子との配合割合に傾斜を持たせた成形体が得られる。

【００４２】そして、この成形体を乾燥させることによ
り、耐熱部材が得られる。この状態では、有機バインダ
ーとコロイダルシリカの分子間力によって高アルミナ繊
維と高アルミナ質粒子とが相互に結合され、成形体とな
っている（一般に乾燥品と呼ばれる）。

【００４３】この乾燥品の状態でも耐熱部材として用い
ることができるが、更に焼成し、焼成品としてもよい。
焼成は、８００℃〜１５００℃の温度で１時間〜５時間
の条件で行えばよい。焼成品は、コロイダルシリカとア
ルミナ成分とが反応してムライト化し、ムライト質によ
って結合された状態となっている。

【００４４】通常は、乾燥品が使用されるが、使用時に
加熱されて有機バインダーの揮発が問題となる場合に
は、予め焼成し、有機バインダーを除去したものが製品
として供給される。

【００４５】尚、スラリーの組み合わせに際して、第２
（または第２以降）のスラリーにアルミナシリカ繊維や
シリカ繊維を配合したり、アルミナシリカ粒子やシリカ
粒子を配合してもよい。また、スラリーの切り替え方も
徐々にゆっくりと切り替える方法、ある段階で急激に切
り替える方法、それらの中間の方法、それらの任意の組
み合わせによる方法を採用することができる。

【００４６】また、得られる成形体も、一方の面（堆積
し始めの面）が高アルミナ質で他方の面（堆積し終わり
の面）が低アルミナ質である構造以外に、例えば高アル
ミナ質―低アルミナ質―高アルミナ質といった、高アル
ミナ質と低アルミナ質とが交互に積層されたようなサン
ドイッチ構造を得ることもできる。

【００４７】このようにして得られた断熱部材は、堆積
し始めの面がアルカリ雰囲気に接触する面となるように
使用する。この組成構造では、アルカリ雰囲気に接触す
る面のアルミナ質結晶の度合いが高く、且つ高密度で緻
密であるので、耐アルカリ性が高く、しかも内部に向か
うに従って低密度となるので、全体としては熱量容量が
抑えられ、またアルミナ質割合の高い高価なアルミナ繊
維の使用を抑えられるので、低コスト化できる。また、
表面が緻密で高い硬度を有しているので、高い耐風速性
を備えている。更に、表面が緻密で繊維質の割合が小さ
いので、低発塵性を有している。また、最表面のシリカ
成分がほとんどゼロなので、水素雰囲気等の飽和蒸気圧
が低い高温雰囲気中において、シリカ成分が揮発し、発
塵が生じてしまう問題がない。製造においても、微妙な
調整のない、比較的簡単な製造法で得ることができる。

【００４８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する
が、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

【００４９】（実施例１）本実施例では、スラリーを４
種類用意した。

【００５０】即ち、第１のスラリーの原料配合は、下記
のようにした。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量％）２０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）８０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）７重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００５１】第２のスラリーの原料配合は、下記のよう
にした。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量）４０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）６０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）１０重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００５２】第３のスラリーの原料配合は、下記のよう
にした。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量）６０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）４０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）１０重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００５３】第４のスラリーの原料配合は、下記のよう
にした。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量）８０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）２０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）１０重量部有機バインダー（澱粉：固形分換算）３重量部

【００５４】尚、高アルミナ質繊維は、平均繊維径が３
μｍで、繊維長が２０μｍ〜１０mm程度に分布してお
り、αコランダム結晶化度が約４５％のものを用いた。
また、高アルミナ質粒子は平均粒径が５μｍでほぼ全体
がα化結晶となっているものを用いた。

【００５５】吸引脱水条件は、固形分の堆積速度が５mm
/secとなるように設定して行った。また、スラリーの切
り替えは、堆積厚が５mmとなった段階でスラリー面が変
化しないように第１のスラリーに対して第２のスラリー
を少しずつ加え、次いで堆積厚が１５mmとなった段階で
スラリー面が変化しないように第２のスラリーに対して
第３のスラリーを少しずつ加え、次いで堆積厚が２５mm
となった段階でスラリー面が変化しないように第３のス
ラリーに対して第４のスラリーを少しずつ加えて行くこ
とで行った、

【００５６】上記操作により、全体の厚さが５０mmの成
形体を得た。次いで、この成形体を１００℃、１２時間
の条件で乾燥させ、厚さが４９mmの試験片を得た。尚、
この乾燥によって、水分が蒸発して厚さが２％程薄くな
った。

【００５７】得られた試験片は、厚さ方向にほぼ４段階
に組成が変化し、しかもその界面が明確でなく漸次組成
が変化した組成構造を有していた。また、表面（堆積し
始めの面）程、アルミナ質結晶の度合いが高く、かつ高
密度（0.7g/cm³）で、裏面（堆積し終わりの面）に向か
うにしたがってアルミナ質結晶の度合いが低く、かつ低
密度（0.2g/cm³）となっていた。

【００５８】また、得られた試験片を用いて加熱炉（内
容量４００リットル）を作製し、１０００℃まで昇温し
た後、加熱を止め、１００℃まで降温するまでの時間を
測定した。この降温時間が短いほど、熱容量が小さいこ
とを示すが、結果は５．０時間であった。更に、耐アル
カリ性試験として、アルカリ発生源を入れたアルミナ製
円筒の両開口縁を試験片で塞ぎ、全体を１４００℃で１
０時間保持した後に板厚を測定し、処理前の板厚からの
寸法変化率を求めた。この寸法変化率が小さいほど、ア
ルカリに対する耐性に優れることを示すが、結果は０．
２％であった。

【００５９】（実施例２）本実施例では、スラリーを２
種類用意した。

【００６０】即ち、第１のスラリーの原料配合は、下記
のようにした。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量％）２０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）８０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）７重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００６１】第２のスラリーの原料配合は、下記のよう
にした。シリカアルミナ繊維（アルミナ４９重量％、シリカ５１重量％）７５重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）２５重量部コロイダルシリカ（固形分換算）７重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００６２】尚、高アルミナ質繊維は、平均繊維径が３
μｍで、繊維長が２０μm〜１０mm程度に分布してお
り、αコランダム結晶化度が約４５％のものを用いた。
シリカアルミナ繊維は、平均繊維径が５μｍで、繊維長
が２０μm〜１０mm程度に分布しているものを用いた。
また、高アルミナ質粒子は平均粒径が５μｍでほぼ全体
がα化結晶となっているものを用いた。

【００６３】吸引脱水条件は、固形分の堆積速度が５mm
/secとなるように設定して行った。スラリーの切り替え
は、第１のスラリーの堆積厚が２０mmとなった段階でス
ラリー面が変化しないように第２のスラリーを少しずつ
加え、次いで堆積厚が５０mmになるまで堆積を行った。
そして、他は実施例１と同様な工程により、試験片を得
た。

【００６４】得られた試験片は、厚さ方向にほぼ２段階
に組成が変化し、しかもその界面が明確でなく漸次組成
が変化した組成構造を有していた。また、表面（堆積し
始めの面）程、アルミナ質結晶の度合いが高く、かつ高
密度（0.7g/cm³）で、裏面（堆積し終わりの面）に向か
うにしたがってアルミナ質結晶の度合いが低く、かつ低
密度（0.2g/cm³）となっていた。また、得られた試験片
を用いて実施例１と同様に降温時間を測定したところ
４．０時間であった。更に、耐アルカリ性試験を行った
ところ、寸法変化率が０．２％であった。

【００６５】（比較例１）下記配合によるスラリーを調
製し、固形分の堆積速度が５mm/secとなるように設定し
て吸引脱水成形を行って、単一層からなる試験片を作製
した。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量％）２０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）８０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）７重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００６６】尚、高アルミナ質繊維は、平均繊維径が３
μｍで、繊維長が２０μm〜１０mm程度に分布してお
り、αコランダム結晶化度が約４５％のものを用いた。
また、高アルミナ質粒子は平均粒径が５μｍでほぼ全体
がα化結晶となっているものを用いた。

【００６７】得られた試験片は、厚み方向における密度
が0.7g/cm³で略一定であった。また、得られた試験片を
用いて実施例１と同様に降温時間を測定したところ８．
０時間と長時間を要した。更に、耐アルカリ性試験を行
ったところ、寸法変化率が０．２％であった。

【００６８】（比較例２）下記配合によるスラリーを調
製し、固形分の堆積速度が５mm/secとなるように設定し
て吸引脱水成形を行って、単一層からなる試験片を作製
した。高アルミナ質繊維（アルミナ95重量％、シリカ５重量％）８０重量部高アルミナ質粒子（純度99.5％以上のαアルミナ粒子）２０重量部コロイダルシリカ（固形分換算）７重量部有機バインダー（澱粉；固形分換算）３重量部

【００６９】尚、高アルミナ質繊維は、平均繊維径が３
μｍで、繊維長が２０μm〜１０mm程度に分布してお
り、αコランダム結晶化度が約４５％のものを用いた。
また、高アルミナ質粒子は平均粒径が５μｍでほぼ全体
がα化結晶となっているものを用いた。

【００７０】得られた試験片は、厚み方向における密度
が0.2g/cm³で略一定で低いものであった。また、得られ
た試験片を用いて実施例１と同様に降温時間を測定した
ところ２．５時間と短時間であったが、寸法変化率が８
％と大きく、アルカリ耐性に劣っていた。

【００７１】上記実施例１、実施例２、比較例１及び比
較例２の試験片の密度、降温時間、寸法変化率を表１に
まとめて示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低熱容量でアルカリに対する高耐食性を有し、しかも低
コストで高い生産性で得られる耐熱部材を提供すること
ができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも表層が、アルミナ質の含有量
が７０重量％以上の高アルミナ質繊維と、アルミナ質の
含有量が７０重量％を超える高アルミナ質粒子とが無機
バインダーで結合された構造を有し、かつ、表層から内部に向かって（高アルミナ質繊維の重量比率
／高アルミナ質粒子の重量比率）の値が漸次または段階
的に大きくなっていることを特徴とする耐熱部材。
【請求項２】少なくとも表層が、アルミナ質の含有量
が７０重量％以上の高アルミナ質繊維と、アルミナ質の
含有量が７０重量％以上の高アルミナ質粒子とが無機バ
インダーで結合された構造を有し、かつ、表層から内部に向かって、高アルミナ質繊維から、アル
ミナ質の含有量が５０重量％以下の低アルミナ質繊維ま
たはシリカ質の含有量が５０重量％を超える高シリカ質
繊維へと漸次または段階的に組成が変化していることを
特徴とする耐熱部材。
【請求項３】少なくとも表層が、アルミナ質の含有量
が７０重量％以上の高アルミナ質繊維と、アルミナ質の
含有量が７０重量％の高アルミナ質粒子とが無機バイン
ダーで結合された構造を有し、かつ、表層から内部に向かって、高アルミナ質粒子から、アル
ミナ質の含有量が５０重量％以下の低アルミナ質粒子ま
たはシリカ粒子へと漸次または段階的に組成が変化して
いることを特徴とする耐熱部材。
【請求項４】表層における高アルミナ質繊維と高アル
ミナ質粒子との比率は、重量比で１０：９０〜４０：６
０であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項
に記載の耐熱部材。
【請求項５】高アルミナ質繊維が、９０重量％以上の
アルミナ質を含みかつαコランダム結晶化度が２０〜６
０％のアルミナ質繊維、もしくは７０〜９０重量％のア
ルミナ質を含みかつムライト結晶化度が６０％以上のア
ルミナ質繊維であることを特徴とする請求項１乃至４の
何れかに記載の耐熱部材。
【請求項６】高アルミナ質粒子の粒径が１〜４５μｍ
であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に
記載の耐熱部材。
【請求項７】表層の密度が０．５〜１．１ｇ／ｃｍ³
であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に
記載の耐熱部材。
【請求項８】無機バインダーがコロイダルシリカ及び
／またはアルミナゾルであり、かつ表層における配合比
率が固形分換算で４〜１５重量％であることを特徴とす
る請求項１乃至７の何れか１項に記載の耐熱部材。
【請求項９】高アルミナ質粒子がαアルミナ粒子であ
ることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載
の耐熱部材。
【請求項１０】内部から表層に向かってアルミナ質の
結晶化度が漸次または段階的に高くなっていることを特
徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の耐熱部
材。
【請求項１１】組成が変化している明確な界面が存在
しないことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項
に記載の耐熱部材。