JP2020063760A - 断熱材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
セラミック繊維として、イソライト工業株式会社製のAESウール(商品名:イソウールBSSR)、該セラミック繊維より低融点のガラス繊維として軟化点が850℃であるAGY株式会社製のガラス繊維(商品名:チョップドストランド)、無機微粒子として有限会社丸西シリカ鉱業所製の珪砂、無機バインダーとして日産化学工業株式会社製のコロイダルシリカ(SiO2濃度:40質量%)、及び有機バインダーとして日澱化学工業株式会社製のデンプンを用意した。
[式1]
復元率=圧縮荷重解放後の厚み/圧縮荷重負荷前の厚み×100
セラミック繊維より低融点のガラス繊維にセントラルグラスファイバー株式会社製の軟化点が1000℃のガラス繊維(商品名:チョップドストランド)を使用した以外は上記実施例1と同様にして実施例2の断熱材を製造した後、実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、305kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧縮応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い1050℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、1050℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても上記実施例1と同様にして測定した。
セラミック繊維より低融点のガラス繊維に日東紡株式会社製の軟化点が1200℃のガラス繊維(商品名:Tガラス)を使用した以外は上記実施例1と同様にして実施例3の断熱材を製造した後、実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、298kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧縮応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い1250℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、1250℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても上記実施例1と同様にして測定した。
セラミック繊維として株式会社デンカ製のPCW(商品名:デンカアルセン)を使用し、該セラミック繊維よりも低融点のガラス繊維として軟化点が1000℃の実施例2と同じガラス繊維を使用し、セラミック繊維を83質量%、ガラス繊維を8質量%、及び無機バインダーを9質量%の配合割合とし、無機微粒子は添加しないこと以外は上記実施例1と同様にして実施例4の断熱材を製造した後、該実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、237kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧縮応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い1050℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、1050℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても上記実施例1と同様にして測定した。
セラミック繊維として、イソライト工業株式会社製のRCF(商品名:イソウール)を使用した以外は上記実施例4と同様にして実施例5の断熱材を製造した後、実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、290kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧経応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い1050℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、1050℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても上記実施例1と同様にして測定した。
セラミック繊維より低融点のガラス繊維に軟化点700℃のAGY株式会社製のガラス繊維(商品名:チョップドストランド)を用いた以外は上記実施例1と同様にして実施例6の断熱材を製造した後、実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、300kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧経応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い750℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、750℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても上記実施例1と同様にして測定した。
セラミック繊維を51質量%、該セラミック繊維よりも低融点のガラス繊維を20質量%、無機微粒子を23質量%、及び無機バインダーを6質量%の配合割合にした以外は上記実施例2と同様にして比較例1の断熱材を製造した後、実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、262kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧縮応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い1050℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、1050℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても実施例2と同様にして測定した。
セラミック繊維を49質量%、該セラミック繊維よりも低融点のガラス繊維を24質量%、無機微粒子を22質量%、及び無機バインダーを5質量%の配合割合にした以外は実施例2と同様にして比較例2の断熱材を製造した後、実施例1と同様にして熱処理した。この熱処理後の断熱材のかさ密度は、230kg/m3であった。また、硬度、10%変形圧縮応力及び復元率、該ガラス繊維の軟化点より50℃高い1050℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときの加熱線収縮率、1050℃に加熱したときの熱間線膨張率、並びに600℃に加熱したときの熱伝導率についても実施例2と同様にして測定した。上記の比較例1及び2の測定結果を実施例1〜6の測定結果と共に下記表1に示す。
Claims (16)
- 主成分としてのセラミック繊維と、該セラミック繊維よりも低融点のガラス繊維とを含有する断熱材であって、該セラミック繊維の含有率が45〜90質量%であり、該ガラス繊維の含有率が3〜18質量%であることを特徴とする断熱材。
- 前記セラミック繊維がPCW(Polycrystalline Wool)、RCF(Refractory Ceramic Fiber)、及びAES(Alkaline Earth Silicate)ウールのうちの少なくとも1種以上であることを特徴とする、請求項1に記載の断熱材。
- 前記ガラス繊維は、Al2O3含有率が0.1〜30質量%、SiO2含有率が50〜70質量%であり、軟化点が700〜1200℃の範囲内にあることを特徴とする、請求項1又は2に記載の断熱材。
- 中心粒径(D50)が20〜100μmの無機微粒子を更に含有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱材。
- 前記ガラス繊維の軟化点より50℃高い温度雰囲気に24時間保持した後、常温まで冷却した前記断熱材に対して、JIS K7312に準拠してデュロメータ(Cタイプ)により測定した硬度が30以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の断熱材。
- 500〜750℃の雰囲気温度で熱処理した前記断熱材に対してJIS K7220に基づいて測定した10%変形圧縮強度が30kPa以上であって且つ復元率が94〜99%であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱材。
- 前記ガラス繊維は軟化点が700〜850℃の範囲内にあり、前記断熱材を900℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときのJIS R3311に基づいて測定した加熱線収縮率が4%以下であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の断熱材。
- 前記断熱材を900℃に加熱したときのJIS R2207−1に基づいて測定した熱間線膨張率が2.0%以下であることを特徴とする、請求項7に記載の断熱材。
- 前記ガラス繊維は軟化点が850〜1000℃の範囲内にあり、前記断熱材を1050℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときのJIS R3311に基づいて測定した加熱線収縮率が4%以下であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の断熱材。
- 前記断熱材を1050℃に加熱したときのJIS R2207−1に基づいて測定した熱間線膨張率が2.0%以下であることを特徴とする、請求項9に記載の断熱材。
- 前記ガラス繊維は軟化点が1000〜1200℃の範囲内にあり、前記断熱材を1250℃の空気雰囲気中に24hr保持した後、常温まで冷却したときのJIS R3311に基づいて測定した加熱線収縮率が4%以下であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の断熱材。
- 前記断熱材を1250℃に加熱したときのJIS R2207−1に基づいて測定した熱間線膨張率が2.0%以下であることを特徴とする、請求項11に記載の断熱材。
- 前記断熱材を600℃に加熱したときのA1412−2の附属書Aに基づいて測定した熱伝導率が0.16W/(m・K)以下であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の断熱材。
- セラミック繊維45〜90質量%と、該セラミック繊維よりも低融点のガラス繊維3〜18質量%と、無機バインダーとをそれらの合計が100質量%となるようにそれぞれ秤り取って水に分散させてスラリーを調製した後、該スラリーに有機バインダーを添加して混合してから型を用いて脱水成形することを特徴とする断熱材の製造方法。
- 前記セラミック繊維及び前記ガラス繊維が、ブローイング法、スピニング法、スプレー法、ダイレクトメルト法、及びマーブルメルト法のうちのいずれかにより作製することを特徴とする、請求項14に記載の断熱材の高密度製造方法。
- 前記圧縮後、前記ガラス繊維の軟化点よりも低い空気雰囲気中で熱処理することを特徴とする、請求項14又は15に記載の断熱材の製造方法。
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