JP2007507414A - ミクロ多孔性熱絶縁物質 - Google Patents

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Abstract

酸化アルミニウム９０質量％；ケイ酸ジルコニウム乳白剤；及びケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメント、多結晶性アルミナフィラメント、ガラスフィラメント及びその混合物から選ばれるフィラメントを含有するミクロ多孔性熱絶縁物質を提供する。ガラスフィラメントは、ホウ素含量１質量％未満及び混合酸化ナトリウム及び酸化カリウム含量１質量％未満を有する。

Description

本発明は、ミクロ多孔性熱絶縁物質に関する。
ミクロ多孔性熱絶縁体は、例えば、米国特許第2,808,338号において、有機性又は無機性の細かいステープル強化フィラメントの強化スケルトン、充分な量、好ましくは、少なくとも４５質量％の、シリカエーロゲルの如き多孔性又は繊維状構造を有する粒子状フィラー物質及び、好ましくは、充分な量の微粉化乳白剤を含有するものとして記載されている。好適な強化フィラメントとしては、強化用の各種アスベストフィラメント、清浄化無機フィラメント、微小直径のガラスフィラメント（好ましくは、表面を粗くするため、又はさもなければ、表面の接着特性を改善するために、例えば、酸によって前処理したもの）、及び有機性フィラメントが含まれる。
金属酸化物、乳白剤、及びそのままの強化フィラメントを含有するミクロ多孔性熱絶縁物質の使用は公知であり、このような熱絶縁物質の最高使用温度は、絶縁物質の過剰な収縮により、本質的に1100℃に制限される（例えば、充分な浸透条件下、1100℃より高い温度において２４時間加熱した後では、使用時の幅及び長さに相当する寸法の３.５％過剰及び厚さにおいて１５％過剰）。
ミクロ多孔性熱絶縁物質の厚さ寸法における収縮は、仮に絶縁されるべき表面の必要な面積を覆う絶縁層の厚さが温度において収縮するとしても、物質の層は、熱源と、熱源から絶縁されるべき表面との間の面積を覆ったままであるとの事実により、使用時の幅及び長さに相当する寸法における収縮よりも許容される。ミクロ多孔性熱絶縁物質の層の厚さにおいて過剰な収縮が生ずる場合にのみ、厚さが、絶縁されるべき表面を適切に絶縁することに関して不充分なものとなる。
しかし、ミクロ多孔性熱絶縁物質の幅及び長さにおける収縮は、比較的少量ではあっても、物質の絶縁層によって覆われる面積の減少を生ずる。覆われる面積の減少によって、絶縁物質の層の縁又は近接する絶縁物質層間において、絶縁されるべき表面に熱が直接伝導される領域が形成される。
本発明の目的は、1150℃以上の使用温度を有するミクロ多孔性熱絶縁物質を提供することにある。
本発明によれば、酸化アルミニウム４０−９０質量％；ケイ酸ジルコニウム乳白剤；及びケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメント、多結晶性アルミナフィラメント、ガラスフィラメント及びその混合物から選ばれるフィラメントを含有し、前記ガラスフィラメントが、酸化ホウ素含量１質量％以下及び混合酸化ナトリウム及び酸化カリウム含量１質量％以下を有することを特徴とするミクロ多孔性熱絶縁物質が提供される。
酸化アルミニウムは熱分解法によるものである。
熱絶縁物質は、酸化アルミニウム４０−７５質量％、乳白剤17.5−６０質量％、及びフィラメント０.５−２０質量％を含有する。
好ましくは、熱絶縁物質は、酸化アルミニウム４０−７０質量％、乳白剤２５−５０質量％、及びフィラメント１−１０質量％を含有する。
さらに好ましくは、熱絶縁物質は、酸化アルミニウム５０−６０質量％、乳白剤２５−５０質量％、及びフィラメント１−１０質量％を含有する。
ガラスフィラメントは、実質的に、下記の組成を有する。
SiO2 ６４−６６質量％
Al2O3 ２３−２６質量％
B2O3 ０.１質量％未満
MgO ９−１１質量％
CaO ０.１−０.３質量％
Na2O & K2O ０.３質量％未満
Fe2O3 ０.３質量％未満
多結晶性アルミナフィラメントは、実質的に、下記の組成を有する。
SiO2 ３−４質量％
Al2O3 ９５−９６質量％
B2O3 0.01−0.06質量％
MgO 0.01−0.03質量％
CaO 0.02−0.04質量％
Na2O & K2O 0.25−0.35質量％
Fe2O3 0.02−0.04質量％
ケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメントは、実質的に、下記の組成を有する。
SiO2 ５０−７０質量％
Al2O3 0.05−０.２質量％
B2O3 0.07質量％未満
MgO １０−２０質量％
CaO １５−２５質量％
Na2O & K2O 0.06質量％未満
Fe2O3 ０.１質量％未満
熱絶縁物質は、任意に、非晶質酸化ケイ素、例えば、熱分解法酸化ケイ素（好ましくは、酸化アルミニウムと一緒にヒュームされたもの）を含む。酸化ケイ素：酸化アルミニウムの質量比は、酸化アルミニウム100部当たり酸化ケイ素５０部以下の範囲である。好ましくは、酸化ケイ素：酸化アルミニウムの質量比は、酸化アルミニウム100部当たり酸化ケイ素５０部〜酸化アルミニウム100部当たり酸化ケイ素３０部の範囲である。
さらに良好に理解されるように、下記の実施例を参照して、本発明を説明する。
例１
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化ケイ素（Degussaから商品名AEROSIL A200として市販されている）58.5質量％、ケイ酸ジルコニウム（他に、ジルコンとしても公知）の形の粒子状乳白剤（Eggerdingから市販されている）38.5質量％、及びＳガラスフィラメント（Owens Corning から商品名S-2 GLASSとして市販されている）３.０質量％の混合物を混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
酸化ケイ素は、B.E.T.法によって測定して名目上の比表面積200 m2/ｇを有する。ケイ酸ジルコニウムは、名目上の最大粒径９μmを有する。
Ｓガラスフィラメントは、名目上の長さ６mm及び名目上の直径９μmを有し、実質的に、付随する成分及び不純物と共に、下記の組成を有する。
SiO2 64.41質量％
Al2O3 23.88質量％
B2O3 0.05質量％
MgO 9.94質量％
CaO 0.15質量％
Na2O & K2O 0.12質量％
Fe2O3 0.05質量％
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
混合物を圧縮して、各々が、名目上の直径110 mm及び名目上の厚さ２５mmを有する１セットの円筒状ブロックセットとし、ブロックは名目上の密度320 kg/m3を有し、ブロックを予熱炉に装入し、温度1100、1150及び1200℃において２４時間加熱し、ついで、取り出して、ブロックを冷却させた。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で5.44％及び厚さ方向で29.50%収縮し、1150℃において加熱したブロックが、直径方向で28.85%及び厚さ方向で47.10%収縮し、及び1200℃において加熱したブロックが、直径方向で29.09％及び厚さ方向で51.70%収縮したことが確認された。
このような絶縁物質は、直径方向の収縮が３.５％より大であり、及び厚さ方向の収縮が１５％より大であるため、温度1100℃以上での熱絶縁物質としての使用には適していない。これは、酸化ケイ素含量が比較的高いことによると考えられる。
例２
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム（DegussaからALOX Cとして市販されている）58.5質量％、ケイ酸ジルコニウム38.5質量％及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。フィラメント及びケイ酸ジルコニウムは、例１に記載のとおりである。
酸化アルミニウムは、B.E.T.法によって測定して名目上の比表面積100 m2/ｇを有する。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度330 kg/m3に圧縮し、テストした。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で0.91％及び厚さ方向で1.97%収縮し、1150℃において加熱したブロックが、直径方向で1.52%及び厚さ方向で5.93%収縮し、及び1200℃において加熱したブロックが、直径方向で3.12％及び厚さ方向で14.62%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、温度1150℃及び1200℃までの温度における熱絶縁物質としての使用に適している。
例３
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム（DegussaからALU 3として市販されている）58.2質量％（酸化アルミニウムは、B.E.T.法によって測定して名目上の比表面積130 m2/ｇを有する）、ケイ酸ジルコニウム38.8質量％及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
ケイ酸ジルコニウム及びガラスフィラメントは、例１に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度500 kg/m3に圧縮し、温度1100℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で1.52％及び厚さ方向で2.80%収縮したことが確認された。例２において得られたデータに基づく収縮の外挿は、この物質は、1150℃における収縮率として、直径方向で３.５%未満及び厚さ方向で１５%未満を示すであろうと指摘した。
従って、この絶縁物質は、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例４
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム58.2質量％、二酸化チタン（ルチルとして公知）及び炭化ケイ素から選ばれる粒子状乳白剤38.8質量％、及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、一連のミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。フィラメントは例1に記載のとおりであり、及び熱分解法酸化アルミニウムは例２に記載のとおりである。
二酸化チタンは、名目上の最大粒径９μmを有し、Eggerdingから入手したものである。
炭化ケイ素は、当業者によってF1000 Greenとして知られた等級のものであり、Washington Millsから入手したものである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1100及び1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、二酸化チタンを含有する絶縁物質について、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で2.07％及び厚さ方向で25.52%収縮し、及び1150℃において加熱したブロックが、直径方向で2.49%及び厚さ方向で30.25%収縮したことが確認された。
このような絶縁物質は、厚さの収縮が１５％より大であるため、温度1100℃以上での熱絶縁物質としての使用には適していない。
炭化ケイ素を含有する絶縁物質について、1100℃において加熱したブロックは直径方向で2.66％収縮し、及び1150℃において加熱したブロックは直径方向で4.16%収縮した。炭化ケイ素を含有する絶縁物質について、厚さの収縮は測定されなかった。
このような絶縁物質は、直径方向の収縮が３.５％より大であるため、温度1150℃での使用には適していない。
これら物質の過剰な収縮は、粒子状乳白剤物質として二酸化チタン及び炭化ケイ素を使用したことによるものと考えられる。
例５
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム６０質量％、ケイ酸ジルコニウム33.3質量％及び多結晶性アルミナフィラメント（Dyson Fibres Limited から商品名SAFFILとして市販されている）６.７質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
熱分解法酸化アルミニウムは例２に記載のとおりであり、ケイ酸ジルコニウムは例１に記載のとおりである。
多結晶性アルミナフィラメントは、名目上の直径５μmを有し、実質的に、付随する成分及び不純物と共に、下記の組成を有する。
SiO2 3.94質量％
Al2O3 95.58質量％
B2O3 0.05質量％
MgO 0.02質量％
CaO 0.03質量％
Na2O & K2O 0.29質量％
Fe2O3 0.03質量％
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度370 kg/m3に圧縮し、温度1100及び1200℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で0.05％及び厚さ方向で2.10%収縮し、及び1200℃において加熱したブロックが、直径方向で2.40%及び厚さ方向で13.70%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、温度1200℃までの温度における熱絶縁物質としての使用に適している。
例６
例５の成分を使用し、ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム50.0質量％、ケイ酸ジルコニウム30.0質量％及び多結晶性アルミナフィラメント20.0質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で0.34％及び厚さ方向で3.65%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、少なくとも温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例７
例５の成分を使用し、ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム57.1質量％、ケイ酸ジルコニウム38.1質量％及び多結晶性アルミナフィラメント４.8質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1100及び1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で0.28％及び厚さ方向で2.70%収縮し、及び1150℃において加熱したブロックが、直径方向で0.67%及び厚さ方向で6.50%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、少なくとも温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例８
例５の成分を使用し、ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム75.0質量％、ケイ酸ジルコニウム17.5質量％及び多結晶性アルミナフィラメント７.５質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で2.06％及び厚さ方向で14.32%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、少なくとも温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例９
例５の成分を使用し、ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム42.0質量％、ケイ酸ジルコニウム55.0質量％及び多結晶性アルミナフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で0.64％及び厚さ方向で2.70%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、少なくとも温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例１０
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム57.1質量％、二酸化チタン38.1質量％及び多結晶性アルミナフィラメント４.８質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
酸化アルミニウムは例２に記載のとおりであり、二酸化チタンは例４に記載のとおりであり、及び多結晶性アルミナフィラメントは例５に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で2.27％及び厚さ方向で28.00%収縮したことが確認された。
例５と１０との結果の比較により、混合物において、ジルコンの代わりに二酸化チタンを使用したことによって、厚さ方向の収縮率が１５％より大であるため、例１０に記載の物質は、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適していない。
例１１
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム90.0質量％、ケイ酸ジルコニウム７.０質量％及び多結晶性アルミナフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
酸化アルミニウムは例２に記載のとおりであり、ケイ酸ジルコニウムは例１に記載のとおりであり、及び多結晶性アルミナフィラメントは例５に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で4.30％及び厚さ方向で14.45%収縮したことが確認された。
例１１に記載の絶縁物質は、直径方向の収縮が３.５％より大であるため、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用には適していない。これは、例５−９に記載の混合物と比較して、混合物中に存在する熱分解法酸化アルミニウムの量が相対的に多く、また、ケイ酸ジルコニウムの量が相対的に少ないことによるものと考えられる。
例１２
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム80.0質量％、ケイ酸ジルコニウム17.0質量％及び多結晶性アルミナフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
酸化アルミニウムは例２に記載のとおりであり、ケイ酸ジルコニウムは例１に記載のとおりであり、及び多結晶性アルミナフィラメントは例５に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で3.72％及び厚さ方向で4.30%収縮したことが確認された。
例１２に記載の絶縁物質は、直径方向の収縮が３.５％より大であるため、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用には適していない。これは、例５−９に記載の混合物と比較して、混合物中に存在する熱分解法酸化アルミニウムの量が相対的に多く、また、ケイ酸ジルコニウムの量が相対的に少ないことによるものと考えられる。
例１３
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム６０質量％、ケイ酸ジルコニウム33.3質量％及びケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメント（Thermal Ceramicsから商品名SUPERWOOL MAX 607として市販されている）６.７質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
熱分解法酸化アルミニウムは例２に記載のとおりであり、ケイ酸ジルコニウムは例１に記載のとおりである。
ケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメントは、名目上の直径３μmを有し、実質的に、付随する成分及び不純物と共に、下記の組成を有する。
SiO2 65.38質量％
Al2O3 0.10質量％
B2O3 0.06質量％
MgO 14.66質量％
CaO 19.68質量％
Na2O & K2O 0.06質量％
Fe2O3 0.05質量％
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1100及び1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で1.13％及び厚さ方向で2.98%収縮し、及び1150℃において加熱したブロックが、直径方向で2.76%及び厚さ方向で4.42%収縮したことが確認された。
従って、この絶縁物質は、温度1150℃までの温度における熱絶縁物質としての使用に適している。
例１４
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム６０質量％、二酸化チタン33.3質量％及びケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメント６.７質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
酸化アルミニウムは例２に記載のとおりであり、二酸化チタンは例４に記載のとおりであり、及びケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメントは例１３に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で12.49％及び厚さ方向で28.55%収縮したことが確認された。
このような絶縁物質は、直径方向の収縮が３.５％より大であり、厚さ方向の収縮が１５％より大であるため、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用には適していない。これは、二酸化チタンを使用したことによるものと考えられる。
例１５
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム（例２に記載のとおり）40.0質量％、熱分解法酸化ケイ素（例１に記載のとおり）４.０質量％、ケイ酸ジルコニウム53.0質量％及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
ケイ酸ジルコニウム及びフィラメントは、例１に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。混合した物質は、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素を実質的に酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素１０部の質量比で含有する物理的混合物を包含していた。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で2.41％及び厚さ方向で10.71%収縮したことが確認された。
この絶縁物質は、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例１６
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法酸化アルミニウム（例２に記載のとおり）40.0質量％、熱分解法酸化ケイ素（例１に記載のとおり）20.0質量％、ケイ酸ジルコニウム37.0質量％及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
ケイ酸ジルコニウム及びフィラメントは、例１に記載のとおりである。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。混合した物質は、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素を実質的に酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素５０部の質量比で含有する物理的混合物を包含していた。
例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度450 kg/m3に圧縮し、温度1150℃においてテストした。
ブロックが冷却した時点で、ブロックが、直径方向で2.21％及び厚さ方向で10.28%収縮したことが確認された。
この絶縁物質は、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用に適している。
例１７
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法（又はヒュームド）混合酸化物（Degussaから「pre-mullite」として市販されている）58.5質量％、ケイ酸ジルコニウム38.5質量％及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
ケイ酸ジルコニウム及びフィラメントは、例１に記載のとおりである。
熱分解法混合酸化物は、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素を酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素３５部の質量比で含有する化学混合物を得るために同時ヒューミング法を介して調製されたものである。
従って、物質の組成は、酸化ケイ素15.2質量％、酸化アルミニウム43.3質量％、ケイ酸ジルコニウム38.5質量％、及びフィラメント３.０質量％であった。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度320 kg/m3に圧縮し、加熱した。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で0.79％及び厚さ方向で3.80%収縮し、1150℃において加熱したブロックが、直径方向で3.29%及び厚さ方向で11.30%収縮し、及び1200℃において加熱したブロックが、直径方向で4.24％及び厚さ方向で30.00%収縮したことが確認された。
この絶縁物質は、温度1150℃における熱絶縁物質としての使用には適するが、1200℃での使用には適していない。
例１８
（比較例）
ブレードタイプのミキサーにおいて、熱分解法（別に、ヒュームドとして知られている）混合酸化物（Degussaから「F223」として市販されている）58.5質量％、ケイ酸ジルコニウム38.5質量％及びＳガラスフィラメント３.０質量％の混合物を一緒に混合することによって、ミクロ多孔性熱絶縁物質を調製した。
ケイ酸ジルコニウム及びフィラメントは、例１に記載のとおりである。
熱分解法混合酸化物は、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素を、実質的に酸化アルミニウム１９部：酸化ケイ素100部の質量比で含有する化学混合物を得るために同時ヒューミング法を介して調製されたものである。
従って、物質の組成は、酸化ケイ素49.2質量％、酸化アルミニウム９.３質量％、ケイ酸ジルコニウム38.5質量％、及びフィラメント３.０質量％であった。
均質な混合物を得るため、材料を一緒に混合した。例１に記載したようにして、混合物を名目上の密度320 kg/m3に圧縮し、加熱した。
ブロックが冷却した時点で、1100℃において加熱したブロックが、直径方向で7.91％及び厚さ方向で31.70%収縮し、1150℃において加熱したブロックが、直径方向で16.53%及び厚さ方向で40.90%収縮し、及び1200℃において加熱したブロックが、直径方向で22.46％及び厚さ方向で53.30%収縮したことが確認された。
例１８に記載の物質は、直径方向の収縮率が３.５％より大であり、厚さ方向の収縮が１５％より大であるため、1100℃以上の温度における熱絶縁物質としての使用には適していない。これは、例１５−１７に記載の混合物と比較して、混合物中に存在する酸化アルミニウムの量が相対的に少ないことによるものと考えられる。
例えば、例２、３、１５及び１６では、Ｓガラスフィラメントを使用しているが、実質的に、付随する成分及び不純物と共に、下記の組成を有する。
SiO2 ６４−６６質量％
Al2O3 ２３−２６質量％
B2O3 ０.１質量％以下
MgO ９−１１質量％
CaO ０.１−０.３質量％
Na2O & K2O ０.３質量％以下
Fe2O3 ０.３質量％以下
多結晶性アルミナフィラメントは、実質的に、下記の組成を有することができる。
SiO2 ３−４質量％
Al2O3 ９５−９６質量％
B2O3 0.01−0.06質量％
MgO 0.01−0.03質量％
CaO 0.02−0.04質量％
Na2O & K2O 0.25−0.35質量％
Fe2O3 0.02−0.04質量％
ケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメントは、実質的に、下記の組成を有することができる。
SiO2 ５０−７０質量％
Al2O3 0.05−０.２質量％
B2O3 0.07質量％以下
MgO １０−２０質量％
CaO １５−２５質量％
Na2O & K2O 0.06質量％以下
Fe2O3 ０.１質量％以下
例では、本発明によるミクロ多孔性熱絶縁物質を、実質的に下記の組成を有するものとして記載した。
酸化アルミニウム ４０−７５質量％
乳白剤 17.5−６０質量％
フィラメント ３−２０質量％
本発明によるミクロ多孔性熱絶縁物質は、実質的に下記の組成を有することができる。
酸化アルミニウム ４０−７５質量％
乳白剤 17.5−６０質量％
フィラメント ０.５−２０質量％
別法では、ミクロ多孔性熱絶縁物質は、実質的に下記の組成を有することができる。
酸化アルミニウム ４０−７０質量％
乳白剤 ２５−５０質量％
フィラメント １−１０質量％
別法では、例において、本発明によるミクロ多孔性熱絶縁物質を、実質的に下記の組成を有するものとして記載した。
酸化アルミニウム ５０−６０質量％
乳白剤 ２５−５０質量％
フィラメント １−１０質量％
例１５−１７では、酸化アルミニウム：酸化ケイ素の質量比を、実質的に、酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素５０部以下の範囲として記載されている。好ましくは、酸化アルミニウム：酸化ケイ素の質量比は、酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素５０部〜酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素３０部の範囲である。

Claims (14)

  1. 酸化アルミニウム４０−９０質量％；ケイ酸ジルコニウム乳白剤；及びケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメント、多結晶性アルミナフィラメント、ガラスフィラメント及びその混合物から選ばれるフィラメントを含有し、前記ガラスフィラメントが、酸化ホウ素含量１質量％以下及び混合酸化ナトリウム及び酸化カリウム含量１質量％以下を有することを特徴とする、ミクロ多孔性熱絶縁物質。
  2. 酸化アルミニウムが熱分解法によるものである、請求項１記載の物質。
  3. 熱絶縁物質が、酸化アルミニウム４０−７５質量％、乳白剤17.5−６０質量％、及びフィラメント０.５−２０質量％を含有するものである、請求項１又は２記載の物質。
  4. 熱絶縁物質が、酸化アルミニウム４０−７０質量％、乳白剤２５−５０質量％、及びフィラメント１−１０質量％を含有するものである、請求項３記載の物質。
  5. 熱絶縁物質が、酸化アルミニウム５０−６０質量％、乳白剤２５−５０質量％、及びフィラメント１−１０質量％を含有するものである、請求項４記載の物質。
  6. ガラスフィラメントが、実質的に、次の組成：
    SiO2 ６４−６６質量％
    Al2O3 ２３−２６質量％
    B2O3 ０.１質量％以下
    MgO ９−１１質量％
    CaO ０.１−０.３質量％
    Na2O & K2O ０.３質量％以下
    Fe2O3 ０.３質量％以下
    を有するものである、請求項１−５のいずれか１項記載の物質。
  7. ガラスフィラメントがＳガラスフィラメントである、請求項６記載の物質。
  8. 多結晶性アルミナフィラメントが、実質的に、次の組成：
    SiO2 ３−４質量％
    Al2O3 ９５−９６質量％
    B2O3 0.01−0.06質量％
    MgO 0.01−0.03質量％
    CaO 0.02−0.04質量％
    Na2O & K2O 0.25−0.35質量％
    Fe2O3 0.02−0.04質量％
    を有するものである、請求項１−５のいずれか１項に記載の物質。
  9. ケイ酸カルシウムマグネシウムフィラメントが、実質的に、次の組成：
    SiO2 ５０−７０質量％
    Al2O3 0.05−０.２質量％
    B2O3 0.07質量％以下
    MgO １０−２０質量％
    CaO １５−２５質量％
    Na2O & K2O 0.06質量％以下
    Fe2O3 ０.１質量％以下
    を有するものである、請求項１−５のいずれか１項記載の物質。
  10. 熱絶縁物質が非晶質酸化ケイ素を含有するものである、請求項１−９のいずれか１項記載の物質。
  11. 非晶質酸化ケイ素が熱分解法酸化ケイ素である、請求項１０記載の物質。
  12. 非晶質酸化ケイ素が、酸化アルミニウムと一緒にヒュームされたものである、請求項１０又は１１記載の物質。
  13. 酸化アルミニウム：酸化ケイ素の質量比が、酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素５０部以下の範囲である、請求項１０−１２のいずれか１項記載の物質。
  14. 酸化アルミニウム：酸化ケイ素の質量比が、酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素５０部〜酸化アルミニウム100部：酸化ケイ素３０部の範囲である、請求項１３記載の物質。
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