JP2020001942A - 断熱材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
同様に作製した3個の基材を用意し、それらのうちの1つは表面に表面処理剤を塗布した後、雰囲気温度110℃で1時間かけて乾燥して乾燥品とする。また、残る2個のうちの1個は、上記と同様に乾燥した後、雰囲気温度1300℃で8時間かけて焼成して焼成品とする。そして最後に残る1個は上記の表面処理剤の塗布及び熱処理は行わずに未処理品とする。そして、これら3個の各々の表面に粘着テープ(ニチバン株式会社セロテープCT−24 幅24mm)を貼りつけた後、この粘着テープを剥がしたときの該粘着テープへの粉塵の付着量を電子天秤で測定し、乾燥品及び焼成品の各々の付着量の未処理品の付着量に対する質量比(すなわち、乾燥品の付着量/未処理品の付着量、及び焼成品の付着量/未処理品の付着量)を算出する。上記質量比の異なる様々な種類の焼成品に対して表面を指で触ったところ、質量比0.2未満のものは塵が付かなかった。従って、質量比0.2未満であれば発塵性なしと評価することができる。
上記と同様にして表面処理剤を塗布した基材に対して、雰囲気温度1000℃で8時間かけて焼成した後、保護熱板法(JIS A1412−1)に準拠した試験方法で熱伝導率を測定する。実測値は最大で平均温度900℃までであるが外挿値で1200℃での熱伝導率を算出する。この温度域で一般的に使用される断熱材は繊維質断熱材があり、この繊維質断熱材の中で1200℃での熱伝導率が最も小さい値は0.18W/(m・K)であるので、それ以下であれば高い断熱性を有していると評価することができる。
上記と同様にして表面処理剤を塗布した基材に対して、加熱線収縮率をASTM C356に準拠して雰囲気温度1400℃で24時間かけて焼成したときの加熱線収縮率を測定する。この耐熱性の評価では、加熱線収縮率が3.0%以下であれば高い耐熱性を有していると評価することができる。
マグネシアスピネル質多孔質の断熱骨材、アルミナ微粒子、無機繊維、及び赤外線散乱材の焼結体からなる基材の表面に処理材を塗布して断熱材を作製した後、得られた断熱材に対して発塵性、断熱性、及び断熱性の評価を行った。具体的に説明すると、マグネシアスピネル質多孔質の断熱骨材には、クアーズテック株式会社製のマグネシアスピネル質セラミックス(Thermoscatt(登録商標)、平均粒径8000nm)を用い、アルミナ微粒子は、ナノサイズのアルミナ(キャボットジャパン株式会社製のSpectrAl(登録商標)100、BET法で測定した比表面積95〜100m2/g、平均粒径約18nm)を用いた。無機繊維には、ムライト繊維(株式会社ITM製ファイバーマックス1600特殊品、平均繊維径4μm、ショット含有率0.5質量%)を用いた。赤外線散乱材には、珪酸ジルコニウム(キンセイマテック株式会社製のA−PAX、レーザ回折式粒度分布測定での平均粒径(D50)1.0μm、比屈折率1.9)を用いた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.10g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.16W/(m・K)、加熱線収縮率は2.6%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.20g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.18W/(m・K)、加熱線収縮率は2.8%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤にアンモニアイオン安定型シリカゾル(日産化学工業株式会社製スノーテックスST−N)を用い、その塗布量を固形分換算で0.04g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.16W/(m・K)、加熱線収縮率は2.6%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.20g/cm2とした以外は上記実施例4と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.18W/(m・K)、加熱線収縮率は2.8%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤にアミン安定型シリカゾル(日産化学工業株式会社製QAS−25)を用い、その塗布量を固形分換算で0.04g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.16W/(m・K)、加熱線収縮率は2.6%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.20g/cm2とした以外は上記実施例6と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.18W/(m・K)、加熱線収縮率は2.8%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.03g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.5であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が生じたので発塵性ありと評価した。一方、熱伝導率は0.16W/(m・K)、加熱線収縮率は2.6%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.21g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.3であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が生じたので発塵性ありと評価した。これは表面処理剤が過剰となりそれ自身からの発塵に起因していた。また、熱伝導率は0.23W/(m・K)、加熱線収縮率は3.2%であり、断熱性と耐熱性はいずれも不良と評価した。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.03g/cm2とした以外は上記実施例4と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.5であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が生じたので発塵性ありと評価した。一方、熱伝導率は0.16W/(m・K)、加熱線収縮率は2.6%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.21g/cm2とした以外は上記実施例4と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.3であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が生じたので発塵性ありと評価した。これは表面処理剤が過剰となりそれ自身からの発塵に起因していた。また、熱伝導率は0.23W/(m・K)、加熱線収縮率は3.2%であり、断熱性と耐熱性はいずれも不良と評価した。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.03g/cm2とした以外は上記実施例6と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.5であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が生じたので発塵性ありと評価した。一方、熱伝導率は0.16W/(m・K)、加熱線収縮率は2.6%であり、高い断熱性と高い耐熱性を有していた。
表面処理剤の塗布量を固形分換算で0.21g/cm2とした以外は上記実施例6と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.3であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が生じたので発塵性ありと評価した。これは表面処理剤が過剰となりそれ自身からの発塵に起因していた。また、熱伝導率は0.23W/(m・K)、加熱線収縮率は3.2%であり、断熱性と耐熱性はいずれも不良と評価した。
表面処理剤にナトリウムイオン安定型シリカゾル(日産化学工業株式会社製スノーテックスST−40)を用い、その塗布量を固形分換算で0.04g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.20W/(m・K)であり、高い断熱性を有していたものの、耐熱性の評価の際に含浸層で剥離が生じ破損した。また、加熱線収縮率は3.3%であり、耐熱性は不良と評価した。
表面処理剤にカリウムイオン安定型シリカゾル(日産化学工業株式会社製スノーテックスST−K2)を用い、その塗布量を固形分換算で0.04g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.20W/(m・K)であり、高い断熱性を有していたものの、耐熱性の評価の際に含浸層で剥離が生じ破損した。また、加熱線収縮率は3.3%であり、耐熱性は不良と評価した。
表面処理剤にリチウムイオン安定型シリカゾル(日産化学工業株式会社製スノーテックスLSS−35)を用い、その塗布量を固形分換算で0.04g/cm2とした以外は上記実施例1と同様にして断熱材を作製し、発塵性、断熱性及び耐熱性について同様に評価した。その結果、発塵性評価では乾燥品及び焼成品のいずれも質量比0.1であり、含浸層からの無機微粒子の脱離が抑えられた低発塵性の断熱材であると評価した。また、熱伝導率は0.20W/(m・K)であり、高い断熱性を有していたものの、耐熱性の評価の際に含浸層で剥離が生じ破損した。また、加熱線収縮率は3.3%であり、耐熱性は不良と評価した。上記の実施例1〜7及び比較例1〜9の評価結果を下記表1にまとめた。
Claims (6)
- 表面処理された断熱材の製造方法であって、マグネシアスピネル質多孔質骨材、アルミナ微粒子、無機繊維、及び赤外線散乱材の混合物を加圧成形する工程と、該加圧成形により得た成形体を焼結処理する工程と、酸性ゾル、アンモニアイオン安定型ゾル、又はアミン安定型ゾルの形態を有するシリカゾルからなる表面処理剤を該焼結処理により得た基材の表面にその単位表面積当たり固形分換算で0.04〜0.20g/cm2の塗布量で塗布することで該基材の表面部に含浸層を形成する工程とからなることを特徴とする断熱材の製造方法。
- 前記含浸層が形成された前記基材に対して乾燥処理及び焼成処理をこの順に行うことより前記含浸層にシリカ質アモルファス層又は低熱膨張性若しくは高耐熱性の結晶層を生成する工程を更に有することを特徴とする、請求項1の断熱材の製造方法。
- 雰囲気温度1400℃で24時間かけて加熱したときの加熱線収縮率が3.0%以下であり且つ1200℃での熱伝導率が0.18W/(m・K)以下であることを特徴とする、請求項2に記載の断熱材の製造方法。
- 前記乾燥処理後及び前記焼成処理後は、いずれも前記表面処理剤を塗布しない場合に比べて発塵性が抑えられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の断熱材の製造方法。
- マグネシアスピネル質多孔質骨材、アルミナ微粒子、無機繊維、及び赤外線散乱材の焼結体からなる基材と、該基材の表面部に形成されているシリカ質アモルファス層又は低熱膨張性若しくは高耐熱性の結晶層とからなることを特徴とする低発塵性の断熱材。
- 雰囲気温度1400℃で24時間かけて加熱したときの加熱線収縮率が3.0%以下であり且つ1200℃での熱伝導率が0.18W/(m・K)以下であることを特徴とする、請求項5に記載の低発塵性の断熱材。
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