JP2023101295A - Inorganic fiber molded body - Google Patents

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JP2023101295A JP2022001846A JP2022001846A JP2023101295A JP 2023101295 A JP2023101295 A JP 2023101295A JP 2022001846 A JP2022001846 A JP 2022001846A JP 2022001846 A JP2022001846 A JP 2022001846A JP 2023101295 A JP2023101295 A JP 2023101295A
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慧 平田
Satoshi Hirata
瑞治 松吉
Mizuharu Matsuyoshi
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Denka Co Ltd
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Denka Co Ltd
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Abstract

To provide an inorganic fiber molded body excellent in heat insulation and scale resistance.SOLUTION: An inorganic fiber molded body according to the present invention comprises an inorganic fiber filler and an inorganic porous filler. The inorganic porous filler contains CA6 particles containing CaO 6Al2O3 in a crystalline phase, and alkali resistance index measured based on a specified alkali gas exposure test is -1,800 μm or more and +1,800 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、無機繊維成形体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to inorganic fiber moldings.

これまで無機繊維成形体において様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、高温用の耐火断熱材として、アルミナ繊維、アルミナ粉、シリカゾル、デンプンを含むスラリーを真空成形してなる無機繊維成形体が記載されている(特許文献1の表1)。 Various developments have been made in the field of inorganic fiber moldings. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes an inorganic fiber molded body formed by vacuum forming a slurry containing alumina fiber, alumina powder, silica sol, and starch as a refractory heat insulating material for high temperatures (Table 1 of Patent Document 1).

特開平10-194863号公報JP-A-10-194863

しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献1に記載の無機繊維成形体において、耐スケール性および断熱性の点で改善の余地があることが判明した。 However, as a result of investigation by the present inventors, it has been found that the inorganic fiber molded article described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of scale resistance and heat insulation.

本発明者はさらに検討したところ、高温のアルカリガスを暴露したときの無機繊維成形体における表面浸食状態を指標とすることにより、無機繊維成形体の耐スケール性とともに断熱性を安定的に評価できることが分かった。 As a result of further investigation by the present inventors, it was found that by using the surface erosion state of the inorganic fiber molded article when exposed to high-temperature alkaline gas as an index, it is possible to stably evaluate the scale resistance and heat insulating properties of the inorganic fiber molded article. I found out.

一般的に、焼成炉内において、アルカリ金属を含有する材料を焼成すると、リチウムガスやナトリウムガスなどの高温のアルカリガスが発生する場合があり、それによって、焼成炉の構成部材が劣化する恐れがある。本発明者は、このような高温ガスに対して浸食等の劣化が抑制されるような無機繊維成形体であれば、耐スケール性および断熱性を向上できると考えた。
このような知見に基づいてさらに検討した結果、無機繊維フィラーおよび無機多孔質フィラーを含む無機繊維成形体を用いて、上記の表面浸食状態を定量化した耐アルカリ性指数を適切な範囲に制御することによって、耐スケール性および断熱性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
In general, when materials containing alkali metals are fired in a firing furnace, high-temperature alkaline gases such as lithium gas and sodium gas may be generated, which may deteriorate the components of the firing furnace. be. The inventor of the present invention thought that scale resistance and heat insulating properties could be improved if the inorganic fiber molded article was such that deterioration such as erosion due to such high-temperature gas was suppressed.
As a result of further studies based on such findings, it was found that the alkali resistance index obtained by quantifying the surface erosion state was controlled within an appropriate range using an inorganic fiber molded body containing an inorganic fiber filler and an inorganic porous filler. The inventors have found that scale resistance and heat insulation can be improved by the method, and have completed the present invention.

本発明によれば、
無機繊維フィラーと無機多孔質フィラーとを含む無機繊維成形体であって、
前記無機多孔質フィラーが、結晶相にCaO・6Alを含有するCA粒子を含み、
下記のアルカリガス暴露試験に基づいて求められる耐アルカリ性指数が、-1800μm以上+1800μm以下となるように構成される、無機繊維成形体が提供される。
(アルカリガス暴露試験)
当該無機繊維成形体を用いて、厚み:25mmtを有する試験板を準備する。
続いて、φ32mmの開口を有するアルミナ製るつぼの内部に、リチウム元素とコバルト元素のモル比が1:1となるように炭酸リチウムと酸化コバルトを混合してなるアルカリガス源を4.8g入れる。前記アルミナ製るつぼの前記開口を前記試験板で蓋をして、これらを、炉内において、1100℃、8時間加熱し、前記アルカリガス源から発生したアルカリガスを、前記開口に位置する前記試験板の表面に接触させる処理を1サイクルとして、この処理を5サイクル繰り返し行う。
その後、前記試験板の前記表面について、三次元形状測定機を用いて、前記アルカリガスに暴露された領域における中心点と前記アルカリガスに暴露されていない領域における基準面との距離を測定する。この距離を、上記の耐アルカリ性指数(μm)とする。
According to the invention,
An inorganic fiber molded body containing an inorganic fiber filler and an inorganic porous filler,
The inorganic porous filler comprises CA 6 particles containing CaO 6Al 2 O 3 in the crystal phase,
Provided is an inorganic fiber molded article configured to have an alkali resistance index of −1800 μm or more and +1800 μm or less, which is determined based on the alkali gas exposure test described below.
(Alkaline gas exposure test)
A test plate having a thickness of 25 mmt is prepared using the inorganic fiber molded body.
Subsequently, 4.8 g of an alkaline gas source obtained by mixing lithium carbonate and cobalt oxide so that the molar ratio of lithium element and cobalt element is 1:1 is put into an alumina crucible having an opening of φ32 mm. The opening of the alumina crucible is covered with the test plate, these are heated in a furnace at 1100 ° C. for 8 hours, and the alkali gas generated from the alkali gas source is introduced into the test plate located in the opening. The process of contacting the surface of the plate is regarded as one cycle, and this process is repeated for 5 cycles.
After that, on the surface of the test plate, a three-dimensional shape measuring machine is used to measure the distance between the center point in the area exposed to the alkaline gas and the reference surface in the area not exposed to the alkaline gas. This distance is defined as the alkali resistance index (μm).

本発明によれば、耐スケール性および断熱性に優れた無機繊維成形体が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an inorganic fiber molded article having excellent scale resistance and heat insulation is provided.

アルカリガス暴露試験を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an alkali gas exposure test. 耐アルカリ性指数を算出するための参考図である。It is a reference diagram for calculating an alkali resistance index.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. Also, the drawings are schematic diagrams and do not correspond to actual dimensional ratios.

本実施形態の無機繊維成形体の概要を説明する。 An outline of the inorganic fiber molded article of the present embodiment will be described.

本実施形態の無機繊維成形体は、無機繊維フィラーと無機多孔質フィラーとを含み、無機多孔質フィラーが、結晶相にCaO・6Alを含有するCA粒子を含み、下記のアルカリガス暴露試験に基づいて求められる耐アルカリ性指数が、-1800μm以上+1800μm以下となるように構成される。 The inorganic fiber molded body of the present embodiment contains an inorganic fiber filler and an inorganic porous filler, the inorganic porous filler contains CA 6 particles containing CaO 6Al 2 O 3 in the crystal phase, and the following alkaline gas The alkali resistance index obtained based on the exposure test is configured to be −1800 μm or more and +1800 μm or less.

(アルカリガス暴露試験)
無機繊維成形体を用いて、厚み:25mmtを有する試験板を準備する。
続いて、φ32mmの開口を有するアルミナ製るつぼの内部に、リチウム元素とコバルト元素のモル比が1:1となるように炭酸リチウムと酸化コバルトを混合してなるアルカリガス源を4.8g入れる。
続いて、アルミナ製るつぼの開口を前記試験板で蓋をして、これらを、炉内において、1100℃、8時間加熱し、アルカリガス源から発生したアルカリガスを、開口に位置する試験板の表面に接触させる処理を1サイクルとして、この処理を5サイクル繰り返し行う。
その後、試験板の表面について、三次元形状測定機を用いて、アルカリガスに暴露された領域における中心点とアルカリガスに暴露されていない領域における基準面との距離を測定する。この距離を、上記の耐アルカリ性指数(μm)とする。
(Alkaline gas exposure test)
A test plate having a thickness of 25 mmt is prepared using an inorganic fiber molding.
Subsequently, 4.8 g of an alkaline gas source obtained by mixing lithium carbonate and cobalt oxide so that the molar ratio of lithium element and cobalt element is 1:1 is put into an alumina crucible having an opening of φ32 mm.
Subsequently, the opening of the alumina crucible is covered with the test plate, and these are heated in a furnace at 1100° C. for 8 hours, and the alkali gas generated from the alkali gas source is applied to the test plate positioned at the opening. The process of contacting the surface is regarded as one cycle, and this process is repeated for 5 cycles.
After that, on the surface of the test plate, a three-dimensional shape measuring machine is used to measure the distance between the center point in the area exposed to the alkaline gas and the reference surface in the area not exposed to the alkaline gas. This distance is defined as the alkali resistance index (μm).

無機繊維成形体の耐アルカリ性指数は、-1800μm以上+1800μm以下、好ましくは-1600μm以上+1600μm以下、より好ましくは-1300μm以上+1300μm以下である。これにより、無機繊維成形体の耐スケール性を向上できる。また、高温のアルカリ雰囲気下において、炉部材としての耐久性の低下を抑制できる。
なお、基準面よりも中心点が盛り上がっている凸部の状態のとき+値を示し、基準面よりも中心点が盛り下がって凹部の状態のとき-値を示す。
The inorganic fiber molding has an alkali resistance index of −1800 μm or more and +1800 μm or less, preferably −1600 μm or more and +1600 μm or less, more preferably −1300 μm or more and +1300 μm or less. As a result, the scale resistance of the inorganic fiber molded article can be improved. In addition, deterioration in durability as a furnace member can be suppressed in a high-temperature alkaline atmosphere.
A convex state in which the center point is higher than the reference plane indicates a positive value, and a concave state in which the central point is lower than the reference plane indicates a negative value.

本実施形態では、たとえば無機繊維成形体中に含まれる各成分の種類や配合量、無機繊維成形体の製造方法等を適切に選択することにより、上記耐アルカリ性指数を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、CaO・6Alの含有率を高めること、シリカの含有率を低く抑えること、かさ密度を高めること等が、上記耐アルカリ性指数を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。 In the present embodiment, it is possible to control the alkali resistance index by appropriately selecting the type and amount of each component contained in the inorganic fiber molded body, the method for producing the inorganic fiber molded body, and the like. . Among these factors, for example, increasing the content of CaO.6Al 2 O 3 , keeping the content of silica low, increasing the bulk density, etc. are factors for setting the alkali resistance index within the desired numerical range. It is mentioned as.

また、本発明者の知見によれば、無機繊維フィラーおよびCA粒子を含む無機多孔質フィラーを併用することによって、無機多孔質フィラーを含まない場合と比べて、高温時の熱伝導率を低く抑え、断熱性を高められることが判明した。
詳細なメカニズムは定かでないが、次のような推察ができる。
まず、無機繊維フィラーを単独で使用した場合、低温での断熱性が得られたとしても、高温での輻射伝熱により断熱性が低下してしまう。
次に、無機繊維フィラーおよび非多孔質の無機フィラーを併用した場合、無機フィラーの添加により高温での輻射伝熱が抑制されるが、高温における断熱性が十分ではない。
これに対して、無機繊維フィラーおよび無機多孔質フィラーを併用した場合、無機多孔質フィラーはかさ密度が小さいため、同じ含有量で非多孔質の無機フィラーよりフィラーの占有面積が大きく、これを添加した無機繊維成形体の高温時の熱伝導率を低く抑え、断熱性を高められる。また、無機繊維成形体の内部における無機繊維の間隙に、無機多孔質フィラーが適当に埋まるため、スケールなどの高熱源体による浸食を抑制できる、と考えられる。また、非多孔質の無機フィラーはかさ密度が大きいため、無機繊維成形体の成形時にフィラーの分離が生じ、その無機繊維成形体の成形性が悪化するが、多孔質の無機フィラーはこのような成形性への影響が少ないため、含有量を増やすことができる。
その上、CA粒子は、それ自体が熱を伝えづらい性質を有しており、軽量であるため、無機繊維成形体から剥離することが抑制され得る。
In addition, according to the findings of the present inventors, the combined use of an inorganic fiber filler and an inorganic porous filler containing CA6 particles reduces the thermal conductivity at high temperatures compared to the case where the inorganic porous filler is not included. It has been found that the heat resistance can be suppressed and the heat insulation can be improved.
Although the detailed mechanism is not clear, the following assumptions can be made.
First, when the inorganic fiber filler is used alone, even if heat insulation is obtained at low temperatures, the heat insulation deteriorates due to radiant heat transfer at high temperatures.
Next, when an inorganic fiber filler and a non-porous inorganic filler are used together, the addition of the inorganic filler suppresses radiant heat transfer at high temperatures, but the heat insulation at high temperatures is not sufficient.
On the other hand, when inorganic fiber filler and inorganic porous filler are used together, the filler occupies a larger area than the non-porous inorganic filler with the same content because the inorganic porous filler has a small bulk density. The thermal conductivity of the inorganic fiber molded body can be kept low at high temperatures, and the heat insulation can be enhanced. In addition, since the inorganic porous filler is appropriately filled in the gaps between the inorganic fibers inside the inorganic fiber molded body, it is thought that erosion by a high heat source such as scale can be suppressed. In addition, since the non-porous inorganic filler has a large bulk density, the filler is separated during molding of the inorganic fiber molded body, and the moldability of the inorganic fiber molded body is deteriorated. The content can be increased because it has little effect on moldability.
Moreover, the CA 6 particles themselves have the property of being difficult to conduct heat, and are lightweight, so they can be suppressed from peeling off from the inorganic fiber molding.

無機繊維成形体は、断熱性が必要とされる部材であれば特に限定されずに適用できるが、例えば、焼成炉などの高温環境使用部材の少なくとも一部を構成するために好適に用いることができる。
具体的には、無機繊維成形体は、電池材料などの、アルカリ金属含有材料を形成する炉の一部に用いてもよい。
The inorganic fiber molded body can be applied without particular limitation as long as it is a member that requires heat insulation. can.
Specifically, the inorganic fiber molded body may be used as part of a furnace for forming alkali metal-containing materials such as battery materials.

焼成炉としては、例えば、製鉄用炉、非製鉄用炉、窯業用炉、化学工業用炉などの工業用炉が挙げられる。この中でも1400℃以上の断熱性が必要とされる、焼成炉(加熱炉)に用いてもよい。
また、無機繊維成形体は、鉄鋼、金属、セラミックス、自動車などの幅広い分野で高温用耐火断熱材に使用してもよい。
Examples of firing furnaces include industrial furnaces such as iron-making furnaces, non-iron-making furnaces, ceramic furnaces, and chemical industry furnaces. Among these, it may be used in a firing furnace (heating furnace) that requires heat insulation at 1400° C. or higher.
Inorganic fiber moldings may also be used as refractory heat insulating materials for high temperatures in a wide range of fields such as steel, metals, ceramics, and automobiles.

本実施形態の無機繊維成形体の各構成について詳細を説明する。 Each configuration of the inorganic fiber molded article of the present embodiment will be described in detail.

無機繊維成形体は、無機多孔質フィラーを含む。
無機多孔質フィラーは、結晶相にCaO・6Alを含むカルシウムアルミネート多孔質粒子からなる、CA粒子を含む。
The inorganic fiber molded body contains an inorganic porous filler.
The inorganic porous filler includes CA 6 particles, which consist of calcium aluminate porous particles containing CaO.6Al 2 O 3 in the crystalline phase.

CA粒子は、必要に応じて、以外のその他の結晶相を含んでもよい。その他の結晶相として、3CaO・Al、12CaO・7Al、CaO・Al、CaO・2Al等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The CA 6 grains may contain other crystalline phases, if desired. Other crystal phases include 3CaO.Al 2 O 3 , 12CaO.7Al 2 O 3 , CaO.Al 2 O 3 , CaO.2Al 2 O 3 and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

レーザー回折散乱法で測定されるCA粒子の体積頻度粒度分布において、累積値が50%となる粒子径をD50とする。
CA粒子におけるD50の下限は、例えば、10μm以上、好ましくは13μm以上、より好ましくは15μm以上である。これにより、抄造時の目詰まりが生じ難くなり、均質な組織の繊維成形体が得られる他、抄造時間が短縮できることで製造量が向上する効果が得られる。
CA粒子におけるD50の上限は、例えば、40μm以下、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下である。これにより、有機バインダーおよび無機バインダーを介しての無機多孔質フィラーと無機繊維との付着、または無機多孔質フィラー同士の付着を良好なものとすることができる。そのため、繊維やフィラーと剥離し難くなることによって、スラリー製造の際に原料が分離することを抑制できる。また、高温で使用した際には有機バインダーが焼失して付着力が失われた場合に、無機多孔質フィラーが剥落しやすくなることを抑制できる。
In the volume frequency particle size distribution of CA6 particles measured by a laser diffraction scattering method, the particle diameter at which the cumulative value is 50% is defined as D50.
The lower limit of D50 for CA6 particles is, for example, 10 μm or more, preferably 13 μm or more, and more preferably 15 μm or more. As a result, clogging during papermaking is less likely to occur, and a fibrous molded product with a homogeneous structure can be obtained. In addition, the papermaking time can be shortened, resulting in the effect of improving the production amount.
The upper limit of D50 for CA6 particles is, for example, 40 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less. This makes it possible to improve the adhesion between the inorganic porous filler and the inorganic fiber through the organic binder and the inorganic binder, or the adhesion between the inorganic porous fillers. Therefore, separation of the raw material during slurry production can be suppressed by making it difficult to separate from the fibers and filler. In addition, it is possible to prevent the inorganic porous filler from easily peeling off when the organic binder is burned off and the adhesive strength is lost when used at a high temperature.

CA粒子のかさ密度の上限は、例えば、0.9g/cm以下、好ましくは0.89g/cm以下である。これにより、繊維成形体の断熱性を高めることができる。
CA粒子のかさ密度の下限は、例えば、0.6g/cm以上、好ましくは0.61g/cm以上である。これにより、繊維成形体の強度を高めることができる。
The upper limit of the bulk density of CA6 particles is, for example, 0.9 g/cm 3 or less, preferably 0.89 g/cm 3 or less. Thereby, the heat insulating property of the fiber molding can be improved.
The lower limit of the bulk density of CA6 particles is, for example, 0.6 g/cm 3 or more, preferably 0.61 g/cm 3 or more. Thereby, the strength of the fiber molding can be increased.

上記のCA粒子は、例えば、カルシア原料とアルミナ原料等の原料を混合、若しくは混合粉砕して、最終的に合成されるカルシウムアルミネートのCaOとAlのモル比がおおよそ1:6の成分割合になるように配合し、適宜、有機バインダーを加えてから水と混練して成形後、1000℃~1700℃の温度で焼成して得られたものを、粉砕機によって粉砕して製造できる。 The CA 6 particles are produced by, for example, mixing raw materials such as a calcia raw material and an alumina raw material, or by mixing and pulverizing raw materials such as calcium aluminate . After adding an organic binder as appropriate, kneading with water and molding, firing at a temperature of 1000 ° C to 1700 ° C and pulverizing with a pulverizer can.

CA粒子の含有量の上限は、無機繊維成形体100質量%中、例えば、79質量%以下、好ましくは75質量%以下である。これにより、原料スラリーの凝集や吸引成形時の目詰まりを抑制して成形性が向上する他、無機成形体のかさ密度を低減し、断熱性を向上することができる。またこれにより、軽量化および低熱容量化を図ることもできる。その含有量を75質量%以下とすることによって、無機繊維成形体の軽量化が可能となり、1000℃より低い低温度域の熱伝導率が増加することを抑制できる。また、断熱性が向上しヒートサイクルに伴って発生する熱応力による組織の破壊やクラックの発生も抑制できる。
CA粒子の含有量の下限は、無機繊維成形体100質量%中、例えば、25質量%以上、好ましくは28質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。これにより、所定の強度を備えつつ、高温での熱伝導率を低減し断熱性を向上させることができ、耐スケール性が向上する。
The upper limit of the content of CA 6 particles is, for example, 79% by mass or less, preferably 75% by mass or less in 100% by mass of the inorganic fiber molding. As a result, aggregation of the raw material slurry and clogging during suction molding can be suppressed to improve moldability, and the bulk density of the inorganic molded body can be reduced to improve heat insulation. In addition, this makes it possible to reduce the weight and reduce the heat capacity. By setting the content to 75% by mass or less, it becomes possible to reduce the weight of the inorganic fiber molded article, and it is possible to suppress an increase in thermal conductivity in a low temperature range lower than 1000°C. In addition, the heat insulating properties are improved, and it is possible to suppress the destruction of the structure and the occurrence of cracks due to the thermal stress that occurs with the heat cycle.
The lower limit of the content of CA 6 particles is, for example, 25% by mass or more, preferably 28% by mass or more, more preferably 30% by mass or more in 100% by mass of the inorganic fiber molding. As a result, it is possible to reduce the thermal conductivity at high temperatures, improve the heat insulating property, and improve the scale resistance while providing a predetermined strength.

CA粒子の含有量の下限は、無機多孔質フィラー100質量%中、例えば、70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。これにより、軽量および断熱性を向上できる。
なお、CA粒子の含有量の上限は、無機多孔質フィラー100質量%中、例えば、100質量%以下としてもよい。
The lower limit of the content of CA 6 particles is, for example, 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more in 100% by mass of the inorganic porous filler. This makes it possible to improve lightness and heat insulation.
In addition, the upper limit of the content of CA6 particles may be, for example, 100% by mass or less in 100% by mass of the inorganic porous filler.

無機繊維成形体は、無機繊維フィラーを含む。
無機繊維フィラーは、熱伝導性の観点から、アルミナ繊維を含むことが好ましい。
The inorganic fiber molding contains an inorganic fiber filler.
From the viewpoint of thermal conductivity, the inorganic fiber filler preferably contains alumina fibers.

その他の無機繊維フィラーとして、チタニア、シリカ等の酸化物繊維やアルカリアースシリケートウール(AES)、リフラクトリーセラミックファイバー(RCF)等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Other inorganic fiber fillers include oxide fibers such as titania and silica, alkaline earth silicate wool (AES), and refractory ceramic fibers (RCF). These may be used alone or in combination of two or more.

アルミナ繊維の真比重の下限は、例えば、2.8以上、好ましくは2.9以上、より好ましくは3.0以上である。これにより、無機繊維成形体の機械的強度を向上できる。
アルミナ繊維の真比重の上限は、特に限定されないが、例えば、3.8以下、好ましくは3.7以下、より好ましくは3.6以下である。これにより、軽量化を図ることができる。
The lower limit of the true specific gravity of alumina fibers is, for example, 2.8 or more, preferably 2.9 or more, and more preferably 3.0 or more. Thereby, the mechanical strength of the inorganic fiber molding can be improved.
Although the upper limit of the true specific gravity of the alumina fiber is not particularly limited, it is, for example, 3.8 or less, preferably 3.7 or less, and more preferably 3.6 or less. Thereby, weight reduction can be achieved.

アルミナ繊維のアルミナ/シリカの質量比は、例えば、80/20~99/1でもよく、好ましくは97/3~90/10である。これにより、還元性物質又はアルカリ物質への耐久性を高められる。 The alumina/silica mass ratio of the alumina fibers may be, for example, 80/20 to 99/1, preferably 97/3 to 90/10. As a result, durability against reducing substances or alkaline substances can be enhanced.

アルミナ繊維は、ムライト(3Al・2SiO)を含んでもよい。アルミナ繊維の鉱物組成について、粉末X線回折によって同定・定量できる。 Alumina fibers may include mullite (3Al 2 O 3 .2SiO 2 ). The mineral composition of alumina fibers can be identified and quantified by powder X-ray diffraction.

アルミナ繊維中のムライト含有量の上限は、例えば、80質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは12質量%以下である。これにより、繊維強度を向上させることができる。
アルミナ繊維中のムライト含有量の下限は、例えば、1質量%以上であってもよい。
The upper limit of the mullite content in the alumina fibers is, for example, 80% by mass or less, preferably 20% by mass or less, and more preferably 12% by mass or less. Thereby, fiber strength can be improved.
The lower limit of the mullite content in the alumina fibers may be, for example, 1% by mass or more.

ISO10635に準拠して測定される、アルミナ繊維の50μm以上の長さのショット(未繊維状粒子)含有率の上限は、例えば、10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下である。ショットが低減したアルミナ繊維を用いることで、製造バラツキを低減できる。
上記ショット含有率の下限は、特に限定されないが、0.1%以上でもよい。
The upper limit of the content of alumina fiber shots (unfibrous particles) having a length of 50 μm or more, measured in accordance with ISO 10635, is, for example, 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less. be. Production variation can be reduced by using alumina fibers with reduced shots.
Although the lower limit of the shot content is not particularly limited, it may be 0.1% or more.

アルミナ繊維の含有率の上限は、無機繊維成形体100質量%中、例えば、70質量%以下、好ましくは65質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。これにより、高温時の熱伝導率の上昇を抑制できる。
アルミナ繊維の含有率の下限は、無機繊維成形体100質量%中、例えば、15質量%以上、好ましくは20質量%以上である。これにより、無機繊維成形体のかさ密度を低減することができる。
The upper limit of the alumina fiber content is, for example, 70% by mass or less, preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less in 100% by mass of the inorganic fiber molded body. As a result, an increase in thermal conductivity at high temperatures can be suppressed.
The lower limit of the alumina fiber content is, for example, 15% by mass or more, preferably 20% by mass or more, based on 100% by mass of the inorganic fiber molding. Thereby, the bulk density of the inorganic fiber molded article can be reduced.

アルミナ繊維の製造方法として、公知の方法を採用できるが、次のような原液調製工程、紡糸工程、集綿工程および焼成工程を含むものを用いてもよい。これによって、バルク状のアルミナ繊維(綿状繊維)を作製できる。 As a method for producing alumina fibers, a known method can be employed, and a method including the following stock solution preparation step, spinning step, cotton collection step and firing step may be used. Thereby, bulk alumina fibers (cotton-like fibers) can be produced.

(原液調製工程)
アルミナ源として、例えば、オキシ塩化アルミニウム水溶液、アルミナゾル等が用いられ、シリカ源として、例えば、シリカゾル、ポリシロキサン等を用いられる。必要に応じて、紡糸助剤として、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等を用いることができる。これらを所望の割合に混合し、減圧濃縮することで紡糸原液が得られる。
(Undiluted solution preparation process)
As the alumina source, for example, an aluminum oxychloride aqueous solution, alumina sol, etc. are used, and as the silica source, for example, silica sol, polysiloxane, etc. are used. Polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and the like can be used as spinning aids as needed. A spinning dope is obtained by mixing these in a desired ratio and concentrating under reduced pressure.

(紡糸工程)
原液調製工程で調製された紡糸原液は、紡糸装置を用いて細孔から大気中に押出され、アルミナ繊維前駆体となる。使用される紡糸装置に特に制限はなく、ブローイング紡糸装置や回転円盤紡糸装置等を用いることができる。細孔から押し出された繊維の融着を防ぎ、高面圧を有するアルミナ繊維を製造するという観点からは、特開2010-31416号公報に記載されている回転円盤紡糸法が好適に用いられる。
(Spinning process)
The spinning stock solution prepared in the stock solution preparation step is extruded into the air through pores using a spinning device to form an alumina fiber precursor. The spinning device to be used is not particularly limited, and a blowing spinning device, a rotating disk spinning device, or the like can be used. From the viewpoint of preventing fusion of fibers extruded from pores and producing alumina fibers having a high surface pressure, the rotating disk spinning method described in JP-A-2010-31416 is preferably used.

細孔の大きさや押出条件を調節することにより、得られるアルミナ繊維の平均繊維径や繊維径分布、およびショットと呼ばれる非繊維化物の含有量を制御することができる。典型的には、アルミナ繊維の平均繊維径は3μm以上8μm以下の範囲に調整される。なお、50μm以上の長さのショット含有率は1%未満であることが好ましい。 By adjusting the pore size and extrusion conditions, it is possible to control the average fiber diameter and fiber diameter distribution of the obtained alumina fibers, as well as the content of non-fiberized substances called shot. Typically, the average fiber diameter of alumina fibers is adjusted in the range of 3 μm or more and 8 μm or less. The content of shots with a length of 50 μm or longer is preferably less than 1%.

(集綿工程)
紡糸工程で得られたアルミナ繊維前駆体は、集綿室内に設置したネットコンベアの下部から吸引を行うことにより、アルミナ繊維前駆体が集積され、アルミナ繊維前駆体の集積体が得られる。ネットコンベアの速度を調節することにより、得られる集積体の厚みや面重量が調整される。
(Cotton collection process)
The alumina fiber precursor obtained in the spinning step is collected by sucking from the lower part of the net conveyor installed in the cotton collection chamber, thereby obtaining an aggregate of the alumina fiber precursor. By adjusting the speed of the net conveyor, the thickness and surface weight of the resulting assembly are adjusted.

(焼成工程)
集綿工程で得られたアルミナ繊維前駆体は、焼成工程で焼成される。焼成工程では、焼成装置を用いて、脱脂工程、結晶化工程がこの順に行われる。
(Baking process)
The alumina fiber precursor obtained in the cotton collection step is fired in the firing step. In the firing process, a degreasing process and a crystallization process are performed in this order using a firing device.

無機繊維成形体は、無機バインダーまたは有機バインダーの少なくとも一方から選択される結合剤を含んでもよい。
焼成後の無機繊維成形体に残存する無機バインダーを用いることで、無機繊維と無機多孔質フィラーの剥離および剥落を抑制できる他、無機繊維成形体の加熱収縮率を低減できる。
有機バインダーにより、無機繊維成形体の製造過程、例えば、後述の抄造体中において、無機繊維フィラーや無機多孔質フィラー等の無機フィラーを互いに結着できる。
The inorganic fiber molding may contain a binder selected from at least one of an inorganic binder and an organic binder.
By using the inorganic binder that remains in the inorganic fiber molded article after baking, it is possible to suppress the peeling and peeling of the inorganic fiber and the inorganic porous filler, and to reduce the heat shrinkage of the inorganic fiber molded article.
The organic binder can bind inorganic fillers such as inorganic fiber fillers and inorganic porous fillers to each other during the manufacturing process of the inorganic fiber molded body, for example, in the papermaking body described later.

無機バインダーが、シリカゾル、アルミナゾル、および水硬化性アルミナからなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。 The inorganic binder may contain one or more selected from the group consisting of silica sol, alumina sol, and water-curable alumina.

無機バインダーの含有量の上限は、無機繊維成形体100質量%中、例えば、8質量%以下、好ましくは7質量%以下である。
無機バインダーの下限は、無機繊維成形体100質量%中、例えば、2質量%以上、好ましくは3質量%以上である。
上記のような範囲内とすることで、断熱性および繊維との付着性のバランスを図ることができる。
The upper limit of the content of the inorganic binder is, for example, 8% by mass or less, preferably 7% by mass or less, based on 100% by mass of the inorganic fiber molding.
The lower limit of the inorganic binder is, for example, 2% by mass or more, preferably 3% by mass or more in 100% by mass of the inorganic fiber molding.
By setting the thickness within the range as described above, it is possible to achieve a balance between heat insulating properties and adhesion to fibers.

有機バインダーは、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、デンプン、(メタ)アクリル酸エステル共重合体、およびポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる群から選ばれる一または二以上を含んでもよい。この他、エポキシ系、フェノール系、アクリル酸エステル系、ポリウレタン系、イソシアネート系、ポリイミド系、酢酸ビニル系等の接着剤、各種ゴム系接着剤を有機バインダーとして使用してもよい。 The organic binder may contain, for example, one or more selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyethylene glycol, starch, (meth)acrylate copolymer, and polyoxyethylene alkyl ether. In addition, epoxy-based, phenol-based, acrylate-based, polyurethane-based, isocyanate-based, polyimide-based, vinyl-acetate-based adhesives, and various rubber-based adhesives may be used as the organic binder.

(メタ)アクリル酸エステル共重合体としては、例えば(メタ)アクリル酸エステル同士の共重合体、(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸エステル以外のモノマーとの共重合体等を用いることができる。 As the (meth)acrylic acid ester copolymer, for example, a copolymer of (meth)acrylic acid esters, a copolymer of (meth)acrylic acid ester and a monomer other than (meth)acrylic acid ester, etc. may be used. can be done.

有機バインダーの含有量は、無機繊維フィラー、無機多孔質フィラーおよび無機バインダーの合計100質量%に対して、例えば、1質量%~10質量%、好ましくは3質量%~7質量%である。 The content of the organic binder is, for example, 1% by mass to 10% by mass, preferably 3% by mass to 7% by mass, based on the total 100% by mass of the inorganic fiber filler, inorganic porous filler and inorganic binder.

無機繊維成形体は、抄造成形体で構成される。すなわち、無機繊維成形体は、原料成分を含むスラリーを抄造し、成形することで得られる。 The inorganic fiber molded body is composed of a paper-made molded body. That is, the inorganic fiber molded article is obtained by forming a slurry containing raw material components into paper and molding.

無機繊維成形体の製造方法は、例えば、スラリー工程、抄造工程、および成形工程を含む。 A method for producing an inorganic fiber molded article includes, for example, a slurry process, a papermaking process, and a molding process.

スラリー工程は、無機繊維フィラー、無機多孔質フィラー、無機バインダー、有機バインダー等の繊維原料を、水に溶解または分散させて、水スラリーを調整する。水スラリーには、必要に応じて、凝集剤などの抄造法で一般的に使用される添加剤を含めてもよい。 In the slurry process, fiber raw materials such as inorganic fiber filler, inorganic porous filler, inorganic binder, and organic binder are dissolved or dispersed in water to prepare an aqueous slurry. The aqueous slurry may optionally contain additives generally used in the papermaking method such as a flocculant.

続いて、抄造工程は、得られたスラリーを所定のメッシュを備える網に通して、スラリー中の水を脱水させて、網上に繊維原料を残存させ、抄造体を得る。網の下方から吸引してもよい。脱水後や脱水時において乾燥を行ってもよい。また、網の表面形状は、適宜に選択され、平面状でもよく、一部に立体構造を備えるものであってもよい。 Subsequently, in the papermaking step, the obtained slurry is passed through a net having a predetermined mesh to dehydrate the water in the slurry, leaving the fiber raw material on the net to obtain a papermaking body. Suction may be done from below the net. Drying may be performed after or during dehydration. Moreover, the surface shape of the net is appropriately selected, and may be planar or partially provided with a three-dimensional structure.

抄造の一例として、底面に網板を備えた箱型容器に水スラリーを流し込み、網の下方で吸引しながら脱水し、網面上のケーキを乾燥する方式、水スラリー中に吸引機構を備えた平網を沈め、吸引して漉き上げたケーキを乾燥する方式、丸網抄造機、長網抄造機等の連続抄造設備を用いる方式等が挙げられる。ケーキの乾燥は熱風乾燥で行ってもよい。 As an example of papermaking, water slurry is poured into a box-shaped container with a net plate on the bottom, dewatered while sucking under the net, and the cake on the net surface is dried. Examples include a method in which a flat mesh is submerged and the cake is dried by suction, and a method using continuous papermaking equipment such as a cylinder papermaking machine and a fourdrinier papermaking machine. Drying of the cake may be performed by hot air drying.

その後、成形工程は、得られた成形体を加熱処理することで、所定形状の抄造成形体を製造する。例えば、プレスによって、加熱加圧処理を行ってもよい。抄造成形体は、ボードに加工されてもよい。
必要なら、抄造成形体の表面について、公知の表面処理を施してもよい。
After that, in the molding step, the obtained molded body is heat-treated to manufacture a paper molded body having a predetermined shape. For example, the heating and pressurizing treatment may be performed by pressing. The paper molded product may be processed into a board.
If necessary, the surface of the paper-molded article may be subjected to a known surface treatment.

抄造成形体からなる無機繊維成形体の厚みは、特に限定されないが、1mm~100mmでもよく、好ましくは10mm~60mmである。これにより、取扱性に優れた無機繊維成形体を実現できる。 The thickness of the inorganic fiber molded article made from a paper sheet is not particularly limited, but may be 1 mm to 100 mm, preferably 10 mm to 60 mm. As a result, an inorganic fiber molded article having excellent handleability can be realized.

無機繊維成形体のかさ密度の上限は、例えば、0.90g/cm以下でもよく、好ましくは0.89g/cm以下である。これにより、軽量化を図ることができる。
上記のかさ密度の下限は、例えば、0.20g/cm以上、好ましくは0.21g/cm以上、より好ましくは0.22g/cm以上である。これにより、耐スケール性を向上できる。
The upper limit of the bulk density of the inorganic fiber molding may be, for example, 0.90 g/cm 3 or less, preferably 0.89 g/cm 3 or less. Thereby, weight reduction can be achieved.
The lower limit of the bulk density is, for example, 0.20 g/cm 3 or more, preferably 0.21 g/cm 3 or more, and more preferably 0.22 g/cm 3 or more. Thereby, scale resistance can be improved.

1400℃における無機繊維成形体の熱伝導率の上限は、例えば、0.45W/m・K以下、好ましくは0.43W/m・K以下、より好ましくは0.40W/m・K以下である。これにより、高温時における断熱性に優れた無機繊維成形体を実現できる。
上記の熱伝導率の下限は、例えば、0.27W/m・K以上、0.30W/m・K以上、0.31W/m・K以上としてもよい。これにより、加熱収縮率やかさ密度などの他の特性とのバランスを図ることができる。
The upper limit of the thermal conductivity of the inorganic fiber molding at 1400° C. is, for example, 0.45 W/m·K or less, preferably 0.43 W/m·K or less, more preferably 0.40 W/m·K or less. . As a result, it is possible to realize an inorganic fiber molded article having excellent heat insulating properties at high temperatures.
The lower limit of the thermal conductivity may be, for example, 0.27 W/m·K or more, 0.30 W/m·K or more, or 0.31 W/m·K or more. This makes it possible to achieve a balance with other properties such as heat shrinkage and bulk density.

本明細書中、「~」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
本明細書において、「抄造体」という用語は、繊維材料を漉く手法を使用して得られた物の状態を示す技術用語として一般的に使用されるものである。
In the present specification, "-" means including upper and lower limits unless otherwise specified.
In the present specification, the term "paper product" is generally used as a technical term indicating the state of a product obtained by using a method of making a fiber material.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.

<無機繊維成形体の作製>
表中に示す各原料成分は以下のとおり。
(無機繊維フィラー)
・アルミナ繊維(デンカ社製、製品名:B80K2、組成比(質量比)Al:SiO=80%:20%、バルク、真比重:3.4、平均繊維長(径):3.0μm、ムライト含有量:59%、ISO10635に準拠して測定される50μm以上の長さのショット含有率:1.0%)
(無機多孔質フィラー)
・CA粒子:結晶相にCaO・6Alを含有するCA粒子(CaO・6Alを主成分とする多孔質粒子、平均粒子径(D50):18.5μm、かさ密度:0.72g/cm
(無機非多孔質フィラー)
・アルミナ粉:(住友化学社製、製品名AM-210:、平均粒子径:4.8μm、かさ密度:1.28g/cm
(無機バインダー)
・シリカゾル(固形分濃度30質量%、日産化学社製)
(有機バインダー)
・デンプン(日澱化學社製)
<Preparation of inorganic fiber molding>
Each raw material component shown in the table is as follows.
(Inorganic fiber filler)
Alumina fiber (manufactured by Denka, product name: B80K2, composition ratio (mass ratio) Al 2 O 3 : SiO 2 = 80%: 20%, bulk, true specific gravity: 3.4, average fiber length (diameter): 3 .0 μm, mullite content: 59%, shot content with a length of 50 μm or more measured according to ISO 10635: 1.0%)
(Inorganic porous filler)
· CA 6 particles: CA 6 particles containing CaO 6Al 2 O 3 in the crystal phase (porous particles mainly composed of CaO 6Al 2 O 3 , average particle size (D50): 18.5 µm, bulk density: 0.72 g/ cm3 )
(Inorganic non-porous filler)
Alumina powder: (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product name AM-210: average particle size: 4.8 μm, bulk density: 1.28 g/cm 3 )
(inorganic binder)
・ Silica sol (solid content concentration 30% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
(organic binder)
・Starch (manufactured by Nippon Starch Chemical Co., Ltd.)

(実施例1~3、比較例1)
表1中の配合比率に従って、アルミナ繊維(無機繊維フィラー)、CA粒子(無機多孔質フィラー)、シリカゾル(無機バインダー)、およびデンプン(有機バインダー)を、20分間湿式混合し、スラリー濃度(無機繊維フィラー、無機多孔質フィラー、有機バインダー及び無機バインダーの合計の含有率)が2.0質量%となる水スラリー(混合物)を調製した。
(Examples 1 to 3, Comparative Example 1)
According to the blending ratio in Table 1, alumina fiber (inorganic fiber filler), CA 6 particles (inorganic porous filler), silica sol (inorganic binder), and starch (organic binder) were wet-mixed for 20 minutes to obtain a slurry concentration (inorganic An aqueous slurry (mixture) was prepared in which the total content of fiber filler, inorganic porous filler, organic binder and inorganic binder) was 2.0% by mass.

得られた水スラリーの中に、目開きが80メッシュ、直径210mmの金網が備えられた円筒状の成形型を、底面網の下方より真空ポンプで吸引しながら浸漬させた。水スラリーを吸引することで、金網上に原料を堆積させ、その堆積層の厚みが30mmを超えた時点で成形型を水スラリーから取り出し、円柱状の抄造体を製造した。
吸引を止めて脱型後、板状の抄造体を、100℃の熱風乾燥機で16時間乾燥した後、厚みが25mmになるように抄造体の上下部を切断及び研磨して、板状の抄造成形体(無機繊維成形体)を製造した。
A cylindrical mold provided with a wire mesh having an opening of 80 mesh and a diameter of 210 mm was immersed in the resulting water slurry while sucking from below the bottom mesh with a vacuum pump. By sucking the water slurry, the raw material was deposited on the wire mesh, and when the thickness of the deposited layer exceeded 30 mm, the mold was removed from the water slurry to produce a cylindrical paper product.
After stopping the suction and demolding, the plate-shaped paper product was dried in a hot air dryer at 100° C. for 16 hours, and then the upper and lower parts of the paper product were cut and polished to a thickness of 25 mm to obtain a plate-like product. A paper-making molded article (inorganic fiber molded article) was produced.

Figure 2023101295000002
Figure 2023101295000002

得られた各実施例・比較例の無機繊維成形体について、以下の評価項目に基づいて評価を実施した。評価結果を表1に示す。 The obtained inorganic fiber molded articles of Examples and Comparative Examples were evaluated based on the following evaluation items. Table 1 shows the evaluation results.

(かさ密度)
得られた厚み25mmの無機繊維成形体(板状の抄造成形体)を切断し、長さ×幅×厚み:35mm×35mm×25mmを有する直方体状のサンプルを作製した。
得られたサンプルについて、その寸法に基づいて体積を求め、重量を測定し、重量を体積で除して、無機繊維成形体のかさ密度(g/cm)を算出した。
(bulk density)
The obtained 25 mm-thick inorganic fiber molded article (plate-shaped paper molded article) was cut to prepare a rectangular parallelepiped sample having length×width×thickness: 35 mm×35 mm×25 mm.
The volume of the obtained sample was determined based on the dimensions, the weight was measured, and the weight was divided by the volume to calculate the bulk density (g/cm 3 ) of the inorganic fiber molding.

(熱伝導率)
断熱性板部材の熱伝導率について、JIS R2251-1に準拠して、室温(RT)~1400℃までの温度範囲において測定した。1400℃における熱伝導率(W/m・K)を表1に示す。
(Thermal conductivity)
The thermal conductivity of the heat insulating plate member was measured in the temperature range from room temperature (RT) to 1400° C. in accordance with JIS R2251-1. Table 1 shows the thermal conductivity (W/m·K) at 1400°C.

(耐アルカリ性指数)
図1を用いて、耐アルカリ性指数を求めるためのアルカリガス暴露試験の手順を説明する。
まず、得られた無機繊維成形体を用いて、縦×横×厚み:50mm×50mm×25mmtの寸法を有する試験板1を準備した。
続いて、φ32mmの開口を有するアルミナ製のるつぼ2の内部に、リチウム元素とコバルト元素のモル比が1:1となるように炭酸リチウムと酸化コバルトを混合してなるアルカリガス源3を4.8g入れた。るつぼ2の開口を試験板1で蓋をして、これらを、炉4内において、1100℃、8時間加熱し、アルカリガス源3から発生したアルカリガスを、開口に位置する試験板1の表面11に接触させた。この処理を1サイクルとして、5サイクル繰り返し行った。
その後、試験板1の表面11について、三次元形状測定機(KEYENCE社製、VR-3000)を用いて、図2に示すように、アルカリガスに暴露された領域における中心点とアルカリガスに暴露されていない領域における基準面との距離を測定し、この距離を、上記の耐アルカリ性指数(μm)として求めた。
また、アルカリガス暴露試験前後における、無機繊維成形体のアルカリガス暴露面において、実施例3では、ほぼ変化がなく、実施例1、2ではひび割れがあるが浸食が少なく、比較例1では、ひび割れとともに浸食の存在が、目視にて確認された。
(alkali resistance index)
The procedure of the alkaline gas exposure test for determining the index of alkali resistance will be described with reference to FIG.
First, using the obtained inorganic fiber molded body, a test plate 1 having dimensions of length×width×thickness: 50 mm×50 mm×25 mmt was prepared.
4. Subsequently, an alkaline gas source 3 comprising a mixture of lithium carbonate and cobalt oxide in a molar ratio of 1:1 between lithium element and cobalt element was placed in an alumina crucible 2 having an opening of φ32 mm. 8 g was added. The opening of the crucible 2 is covered with the test plate 1, and these are heated in the furnace 4 at 1100° C. for 8 hours. 11 was contacted. This treatment was regarded as one cycle, and 5 cycles were repeated.
After that, the surface 11 of the test plate 1 was measured using a three-dimensional shape measuring machine (VR-3000, manufactured by KEYENCE Co., Ltd.), as shown in FIG. The distance from the reference surface in the area where the coating was not applied was measured, and this distance was obtained as the alkali resistance index (μm) described above.
In addition, before and after the alkali gas exposure test, the surface of the inorganic fiber molded body exposed to alkali gas was almost unchanged in Example 3, cracked in Examples 1 and 2 but less eroded, and in Comparative Example 1 cracked. In addition, the presence of erosion was visually confirmed.

(耐スケール性)
各実施例・各比較例の無機繊維成形体を加熱炉のスキッドポスト用断熱部材に使用し、溶鉄(スケール)による浸食度合を評価した。浸食が深く実用上の使用に問題がある場合を×、実用上の使用が問題ない場合を○として評価した。
各実施例の無機繊維成形体は、比較例に比べて、溶鉄による浸食が抑制され、実用上問題なく、炉用部材に使用できることが分かった。
(Scale resistance)
The inorganic fiber molded bodies of each example and each comparative example were used as heat insulating members for skid posts of heating furnaces, and the degree of erosion by molten iron (scale) was evaluated. When the erosion was deep and there was a problem in practical use, it was evaluated as ×, and when there was no problem in practical use, it was evaluated as ○.
It was found that the inorganic fiber moldings of each example were less susceptible to erosion by molten iron than the comparative examples, and could be used for furnace members without practical problems.

実施例1~3の無機繊維成形体は、比較例1と比べて、断熱性および耐スケール性に優れる結果を示した。また、実施例1~3の無機繊維成形体は、焼成後のかさ密度が小さく、軽量化されていた。
このような実施例1~3の無機繊維成形体は、アルカリ金属含有材料を形成する焼成炉に好適に用いることが可能である。
The inorganic fiber molded articles of Examples 1 to 3 showed excellent results in terms of heat insulation and scale resistance as compared with Comparative Example 1. In addition, the inorganic fiber moldings of Examples 1 to 3 had low bulk densities after sintering and were light in weight.
Such inorganic fiber molded bodies of Examples 1 to 3 can be suitably used in a firing furnace for forming an alkali metal-containing material.

1 試験板
2 るつぼ
3 アルカリガス源
4 炉
11 表面
1 test plate 2 crucible 3 alkaline gas source 4 furnace 11 surface

Claims (10)

無機繊維フィラーと無機多孔質フィラーとを含む無機繊維成形体であって、
前記無機多孔質フィラーが、結晶相にCaO・6Alを含有するCA粒子を含み、
下記のアルカリガス暴露試験に基づいて求められる耐アルカリ性指数が、-1800μm以上+1800μm以下となるように構成される、無機繊維成形体。
(アルカリガス暴露試験)
当該無機繊維成形体を用いて、厚み:25mmtを有する試験板を準備する。
続いて、φ32mmの開口を有するアルミナ製るつぼの内部に、リチウム元素とコバルト元素のモル比が1:1となるように炭酸リチウムと酸化コバルトを混合してなるアルカリガス源を4.8g入れる。前記アルミナ製るつぼの前記開口を前記試験板で蓋をして、これらを、炉内において、1100℃、8時間加熱し、前記アルカリガス源から発生したアルカリガスを、前記開口に位置する前記試験板の表面に接触させる処理を1サイクルとして、この処理を5サイクル繰り返し行う。
その後、前記試験板の前記表面について、三次元形状測定機を用いて、前記アルカリガスに暴露された領域における中心点と前記アルカリガスに暴露されていない領域における基準面との距離を測定する。この距離を、上記の耐アルカリ性指数(μm)とする。
An inorganic fiber molded body containing an inorganic fiber filler and an inorganic porous filler,
The inorganic porous filler comprises CA 6 particles containing CaO 6Al 2 O 3 in the crystal phase,
An inorganic fiber molded article configured to have an alkali resistance index of −1800 μm or more and +1800 μm or less, which is determined based on the alkali gas exposure test described below.
(Alkaline gas exposure test)
A test plate having a thickness of 25 mmt is prepared using the inorganic fiber molded body.
Subsequently, 4.8 g of an alkaline gas source obtained by mixing lithium carbonate and cobalt oxide so that the molar ratio of lithium element and cobalt element is 1:1 is put into an alumina crucible having an opening of φ32 mm. The opening of the alumina crucible is covered with the test plate, these are heated in a furnace at 1100 ° C. for 8 hours, and the alkali gas generated from the alkali gas source is introduced into the test plate located in the opening. The process of contacting the surface of the plate is regarded as one cycle, and this process is repeated for 5 cycles.
After that, on the surface of the test plate, a three-dimensional shape measuring machine is used to measure the distance between the center point in the area exposed to the alkaline gas and the reference surface in the area not exposed to the alkaline gas. This distance is defined as the alkali resistance index (μm).
請求項1に記載の無機繊維成形体であって、
前記CA粒子の含有量が、無機繊維成形体100質量%中、25質量%以上79質量%以下である、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to claim 1,
The inorganic fiber molded article, wherein the content of the CA 6 particles is 25% by mass or more and 79% by mass or less in 100% by mass of the inorganic fiber molded article.
請求項1又は2に記載の無機繊維成形体であって、
レーザー回折散乱法で測定される前記CA粒子の体積頻度粒度分布において累積値が50%となる粒子径をD50としたとき、前記CA粒子におけるD50が、10μm以上40μmである、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to claim 1 or 2,
When D50 is the particle diameter at which the cumulative value is 50% in the volume frequency particle size distribution of the CA 6 particles measured by a laser diffraction scattering method, D50 in the CA 6 particles is 10 μm or more and 40 μm. body.
請求項1~3のいずれか一項に記載の無機繊維成形体であって、
無機バインダーを含む、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to any one of claims 1 to 3,
An inorganic fiber molding containing an inorganic binder.
請求項4に記載の無機繊維成形体であって、
前記無機バインダーの含有量が、無機繊維成形体100質量%中、2質量%以上8質量%以下である、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to claim 4,
The inorganic fiber molded body, wherein the content of the inorganic binder is 2% by mass or more and 8% by mass or less in 100% by mass of the inorganic fiber molded body.
請求項1~5のいずれか一項に記載の無機繊維成形体であって、
前記無機繊維フィラーが、アルミナ繊維を含む、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to any one of claims 1 to 5,
The inorganic fiber molding, wherein the inorganic fiber filler contains alumina fibers.
請求項6に記載の無機繊維成形体であって、
前記アルミナ繊維の含有量が、無機繊維成形体100質量%中、15質量%以上70質量%以下である、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to claim 6,
The inorganic fiber molded body, wherein the content of the alumina fiber is 15% by mass or more and 70% by mass or less in 100% by mass of the inorganic fiber molded body.
請求項1~7のいずれか一項に記載の無機繊維成形体であって、
かさ密度が0.20g/cm以上0.90g/cm以下である、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to any one of claims 1 to 7,
An inorganic fiber molded article having a bulk density of 0.20 g/cm 3 or more and 0.90 g/cm 3 or less.
請求項1~8のいずれか一項に記載の無機繊維成形体であって、
1400℃における熱伝導率が、0.27W/m・K以上0.45W/m・K以下である、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to any one of claims 1 to 8,
An inorganic fiber molded article having a thermal conductivity of 0.27 W/m·K or more and 0.45 W/m·K or less at 1400°C.
請求項1~9のいずれか一項に記載の無機繊維成形体であって、
アルカリ金属含有材料を形成する焼成炉の一部に用いられる、無機繊維成形体。
The inorganic fiber molded article according to any one of claims 1 to 9,
An inorganic fiber molded body used in a part of a firing furnace for forming an alkali metal-containing material.
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