JP2533025B2 - 無機繊維を基材とする絶縁製品及びその製造方法 - Google Patents

無機繊維を基材とする絶縁製品及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、無機繊維を基材とする絶縁製品
特にプレート、パネルまたは成形品に関する。本発明は
また、かかる製品の製造方法を提供する。
【０００２】無機繊維を基材とする製品は、非常に高い
温度に耐えることのできる絶縁材例えば防火パネルとし
て、また加熱炉ないし燃焼室内の耐火性絶縁パネルとし
て用いられる。
【０００３】セラミック繊維若しくはミネラルウールを
基材とする絶縁製品は既知製品である。原則として、そ
れらの製造は、澱粉、ポリビニルアルコール若しくはポ
リ酢酸ビニルの如き有機バインダーの使用を必要とす
る。バインダー含量は鉱物質材料の種類に依り変化する
が、概ね固形分に対して７〜１５％範囲である。有機物
質のかかる量は経済的観点からだけでなく、技術的観点
からも不利である。実際上、絶縁製品を引続き高温に付
すとき、該製品は、有機物質の焼成に起因する大量の煙
霧を放出する。焼成時の有機物質の分解は該物質の機械
的性質を劣化させる。これは、有機物質の量が多いほど
著しい。
【０００４】更に、絶縁製品は一般に、水性スラリーか
ら製造され、而して該スラリーから水が例えばドレイン
により除去される。従来用いられた有機バインダーで
は、除去される水に高濃度の有機物質が依然含まれてお
り、かくして最終製品中の該物質の含量は低下する。し
かも、この水を循環させるなら、バインダー含量を後続
の製造工程のために再調整する必要があり、またこの水
を河川に廃棄するなら汚染問題が生じる。
【０００５】本発明の目的は特に、高温での処理時煙霧
発生の減少を示す無機繊維を基材とした製品特にプレー
ト、パネル及び成形品を提供することである。本発明の
別の目的は、有機バインダーの割合を少なくし、きれい
な排水の取得及び形成した製品の物理的ないし機械的性
質の改良を可能にする無機繊維を基材とした製品の製造
方法を提供することである。本発明の他の目的は、ベー
キングされた絶縁製品に関する。
【０００６】本発明の主題を構成する絶縁製品は、それ
が無機繊維、少なくとも１種の無機充填剤及び、キサン
タンガムとカチオン澱粉との混合物よりなるバインダー
を含むことを特徴とする。
【０００７】一般的用語において、繊維は、長さ及び直
径が変動する個々のフィラメントないしフィブリル並び
にこれらフィラメントないしフィブリルの束若しくはタ
フトと理解すべきである。繊維は有利には、０．１〜５
０ｍｍ好ましくは０．１〜１５ｍｍの長さ及び１〜１０
０ミクロン好ましくは１〜１０ミクロンの平均直径を有
する。無機繊維の例として高性能強化用繊維例えばほう
素繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維例えば
アルミナ、シリカ−アルミナ及び、クロム、ほう素、ジ
ルコニウム、カルシウムないしマグネシウム酸化物の如
き他の酸化物で変性したシリカ−アルミナの繊維、酸化
チタン、炭化珪素、窒化珪素、窒化炭化珪素若しくは窒
化ほう素の繊維、並びに鉱物質繊維例えば輝緑岩繊維、
ロックウール、スラグ繊維及び玄武岩繊維を挙げること
ができる。
【０００８】絶縁パネルの製造に適した粉末無機充填剤
としてシリカ特にコロイドシリカ、アルミナ、珪酸アル
ミニウム、カオリン、ベントナイト、ウォラストナイ
ト、マグネシア、炭酸カルシウム、タルク、酸化ジルコ
ニウム並びに絶縁及び（または）耐火製品の製造に用い
られる、より一般的な鉱物質化合物のいずれをも挙げる
ことができる。これら種々の充填剤は、エキスパンデッ
ドパーライト、薄片状バーミキュル石等の如き軽量充填
剤と組合せることができる。ベントナイト及びコロイド
シリカの如きバインダーの凝集を改良することを可能に
する無機充填剤が好ましい。
【０００９】カチオン澱粉は、市販されている既知製品
である。それは、第三ないし第四アミン基を担持した化
合物による天然澱粉の化学的変性によって得ることがで
きる。
【００１０】キサンタンガムは、キサントモナス（Ｘａ
ｎｔｈｏｍｏｎａｓ）属に属する如き微生物、特にキサ
ントモナス・ベゴニアエ（ｂｅｇｏｎｉａｅ）、キサン
トモナス・カンペストリス（ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）、
キサントモナス・カロタエ（ｃａｒｏｔａｅ）、キサン
トモナス・ヘデラ（ｈｅｄｅｒａ）、キサントモナス・
インカナエ（ｉｎｃａｎａｅ）、キサントモナス・マル
バセアルム（ｍａｌｖａｃｅａｒｕｍ）、キサントモナ
ス・パパベリコラ（ｐａｐａｖｅｒｉｃｏｌａ）、キサ
ントモナス・ファセオリ（ｐｈａｓｅｏｌｉ）、キサン
トモナス・ピシ（ｐｉｓｉ）、キサントモアナス・バス
クロルム（ｖａｓｃｕｌｏｒｕｍ）、キサントモナス・
ベリカトリア（ｖｅｒｉｃａｔｏｒｉａ）、キサントモ
ナス・ビチアンス（ｖｉｔｉａｎｓ）及びキサントモナ
ス・ペラルゴニイ（ｐｅｌａｒｇｏｎｉｉ）による炭素
給源の発酵によって得られる市販多糖類である。
【００１１】用語キサンタンガムは、脱アセチルキサン
タンガム、脱ピルベートキサンタンガム及びキサンタン
ガム−グリオキサール錯体の如き加工ないし変性物を包
含する。
【００１２】絶縁製品の重量組成は所望の物理的ないし
機械的性質に依り異なる。一般に、断熱性のプレート若
しくはパネルは３０〜９０重量％好ましくは４０〜８５
重量％の無機繊維と５〜６０重量％好ましくは１０〜５
０重量％の無機充填剤を含有する。本発明の好ましい特
性に従えば、バインダーは製品中２〜１０重量％有利に
は３〜６重量％で存在する。キサンタンガム／カチオン
澱粉の重量比は１／２〜１／１０好ましくは１／４〜１
／８である。
【００１３】本発明に従った絶縁製品はまた、合成アニ
オンポリマー、アンモニアまたは第四アンモニウム化合
物の如き凝集剤少なくとも１種を少量含有することがで
きる。合成アニオンポリマーとして特にポリアクリル酸
及びポリメタクリル酸を挙げることができる。
【００１４】第四アンモニウム化合物として、アルキル
鎖が１〜３０個好ましくは８〜２４個の炭素原子を含有
するｎ−アルキルトリメチルアンモニウム、ｎ−ジアル
キルジメチルアンモニウム、ｎ−アルキルジメチルベン
ジルアンモニウム及びｎ−アルキルピリジニウム塩を挙
げることができる。一般に、絶縁製品はバインダーの重
量に対し前記凝集剤を１〜２重量％で含有する。
【００１５】本発明はまた、下記の諸工程すなわち、 ａ）無機繊維、少なくとも１種の無機充填剤、キサンタ
ンガムとカチオン澱粉との混合物よりなるバインダー及
び随意成分として、合成アニオンポリマー、アンモニア
及び（または）第四アンモニウム化合物の如き凝集剤少
なくとも１種を水と混合してスラリーを形成し、 ｂ）該スラリーを付形し、そして ｃ）付形スラリーを乾燥する 諸工程を実施することを特徴とする絶縁製品の製造方法
に関する。
【００１６】有利には、工程ａ）すなわちスラリーの形
成は、水に無機繊維を分散させ、その後無機繊維、キサ
ンタンガムそして最後にカチオン澱粉を分散させること
により実施される。適切な場合、この分散体に前記凝集
剤が引続き加えられる。好ましくは、キサンタンガムと
澱粉は、スラリーの形成に用いられる水の一部分に溶解
した形で導入される。
【００１７】従う手順は一般に、スラリーの固形分がス
ラリーの総重量に対して１〜１０重量％好ましくは４〜
６重量％範囲の如きものである。このスラリー中のキサ
ンタンガムと澱粉との混合物濃度はスラリーの総重量に
対し０．０２〜１重量％範囲でありうる。
【００１８】工程ｂ）すなわちスラリーの付形は、キャ
スティング、モールディング、カレンダリング及び（ま
たは）プレスにより実施することができる。該付形操作
の前に、スラリーをドレインして部分脱水パルプを得る
ようにすることは有利でありうる。乾燥は周囲温度すな
わち約１８℃〜２５０℃で遂行しうる。好ましくは、乾
燥は１００〜１８０℃でもたらされる。通常、乾燥は、
残留水分を２％未満好ましくは１％未満とするように実
施される。
【００１９】本発明はまた、前記した如き絶縁製品をベ
ーキング処理することにより取得しうることを特徴とす
るベーキングされた絶縁製品に関する。ベーキング温度
は、該製品を構成する無機物質に依り異なる。この温度
は通常３００〜１，６００℃より一般的には５００〜
１，４００℃である。下記例は、本発明を例示するため
のものである。
【００２０】例 １ 絶縁パネルの調製に下記組成（重量）を用いる：
【表１】 アルミナ−シリカセラミック繊維よりなる繊維物質を用
い、このものにカオリン及び澱粉−キサンタンガムバイ
ンダー混合物を加えて、凝集性構造に保持される無機繊
維を基材としたパネルを調製する。繊維を水に導入し、
次いでカオリンを分散させた水溶液形状のキサンタンガ
ムを導入する。混合物を１０分間攪拌し、次いで澱粉を
加える前に攪拌を減速する。この混合物に澱粉を５重量
％の澱粉水溶液形状で導入する。後者の水溶液は、澱粉
のゲル化が達成されるように粉末状澱粉を沸騰水に加え
ることにより調製される。かくして得られた懸濁物を、
ベースがプラスチック製孔あきスクリーンよりなるモー
ルドに注入する。自然のドレイン後、スクリーン面に物
質の層が形成される。次いで、湿った物質を吸引に付し
て所望の厚さが得られるようにする。生成物は依然、６
０〜６５％の水を含有する。それをモールドから取り出
し、次いでオーブンに入れる。オーブン内の乾燥は循環
熱風により１８０℃の温度で２時間行う。１％未満の水
分が達成されるまで乾燥操作を１２０℃で１０〜１２時
間続けることができる。乾燥物は冷却後任意の仕上げ操
作に付すことができ、そして該操作の種類は、意図され
る後続応用に依り異なる。上記組成物を用いて得られた
製品は、２０ｍｍ厚のパネルに関し測定するとき下記性
質を示す：
【表２】
【００２１】例 ２ 下記組成物を用いるほかは例１と同じ方法に従ってパネ
ルを調製する：
【表３】 得られた製品は下記性質を有する：
【表４】
【００２２】例 ３ 下記の処方物を用いて例２の手順に従う：
【表５】 １，０００℃以上の温度に耐えることのできる絶縁耐火
性構造物を強化すべく上記処方物を用いる。攪拌の際小
さなパーライト粒子を破砕しないように、エキスパンデ
ッドパーライトを澱粉の後で加える。この製品は下記性
質を有する：
【表６】
【００２３】例 ４ エキスパンデッドパーライトの代わりに１ミクロン程度
のバーミキュル石を用いることにより例３の処方物を改
良する。使用した薄片状バーミュル石の銘柄は１３０ｇ
／リットルの非突固め密度及び約４００ミクロンの平均
直径を有する。得られた製品は下記性質を有する：
【表７】
【００２４】例 ５ 下記処方物を用いて例２の手順に従う：
【表８】 得られた製品は下記性質を有する：
【表９】 得られた製品は乾燥後、直火に付しても砕解したり崩壊
したりしない防熱材を構成する。それは耐熱衝撃性に抵
抗し、１，０５０℃以上の温度にも耐えることができ
る。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無機繊維、少なくとも１種の無機充填剤
    及び、キサンタンガムとカチオン澱粉との混合物よりな
    るバインダーを含むことを特徴とする絶縁製品。
  2. 【請求項２】 無機繊維３０〜９０重量％、少なくとも
    １種の無機充填剤５〜６０重量％及びバインダー２〜１
    ０重量％を含むことを特徴とする請求項１の絶縁製品。
  3. 【請求項３】 キサンタンガム対カチオン澱粉の重量比
    が１／２〜１／１０好ましくは１／４〜１／８範囲であ
    ることを特徴とする請求項１または２の絶縁製品。
  4. 【請求項４】 無機繊維がセラミック繊維であることを
    特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁製
    品。
  5. 【請求項５】 下記の諸工程すなわち、 ａ）無機繊維、少なくとも１種の無機充填剤、キサンタ
    ンガムとカチオン澱粉との混合物よりなるバインダー及
    び随意成分として、合成アニオンポリマー、アンモニア
    及び（または）第四アンモニウム化合物の如き凝集剤少
    なくとも１種を水と混合してスラリーを形成し、 ｂ）該スラリーを付形し、そして ｃ）付形スラリーを乾燥する 諸工程を実施することを特徴とする絶縁製品の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 スラリーが固形分１〜１０重量％好まし
    くは４〜６重量％を含むことを特徴とする請求項５の方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項１〜４のいずれか一項に記載の絶
    縁製品或は、請求項５に記載の方法に従って製造された
    絶縁製品をベーキング処理することにより取得しうるこ
    とを特徴とするベーキングされた絶縁製品。
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