JP3017666B2 - 耐火物用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不定型耐火物用の
組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】不定型耐火物は、骨材にフェノール樹脂
等の炭化性の高い樹脂バインダーを混練して調製したも
のが従来から使用されている。そして骨材としてはアル
ミナやカーボン等の他にマグネシア（ＭｇＯ；酸化マグ
ネシウム）が広く使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そして骨材と樹脂バイ
ンダーとを混練して耐火物用組成物を調製するにあたっ
て、骨材としてマグネシアを、樹脂バインダーとしてフ
ェノール樹脂をそれぞれ用いて混練すると、マグネシア
とフェノール樹脂（やその低分子量のもの）が反応する
傾向があり、耐火物用組成物の杯土の貯蔵安定性のばら
つきが大きく、特にフェノール樹脂としてレゾール型フ
ェノール樹脂を用いると貯蔵時間が１２時間〜７２時間
の範囲で大きくばらつき、貯蔵の管理が困難になるもの
であった。また、上記の耐火物用組成物の杯土をプレス
成形して耐火煉瓦等の耐火物を成形するにあたって、内
部に割れが発生したり、強度不足になったりするおそれ
があるという問題もあった。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、貯蔵安定性が高く、また割れの発生を防止するこ
とができる耐火物用組成物を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る耐火物用組
成物は、マグネシアを含む骨材と、含水率が０．３〜５
重量％に調整されたフェノール樹脂バインダーとを含有
して成ることを特徴とするものである。請求項２の発明
は、骨材１００重量部に対してフェノール樹脂バインダ
ーを１〜１０重量部配合することを特徴とするものであ
る。

【０００６】請求項３の発明は、フェノール樹脂がレゾ
ール型フェノール樹脂であることを特徴とするものであ
る。請求項４の発明は、フェノール樹脂が水溶性のレゾ
ール型フェノール樹脂であることを特徴とするものであ
る。請求項５の発明は、フェノール樹脂を合成する際の
脱水工程で水分を脱水した後、水分を添加して含水率が
０．３〜５重量％に調整されたフェノール樹脂バインダ
ーを用いることを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。骨材としては、耐火物用の骨材であれば特に制限
されることなく使用することができるものであり、マグ
ネシアの他に、例えばアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ），カーボ
ン（Ｃ）などを用いることができる。本発明において骨
材にマグネシアを含有することが必須の条件であるが、
骨材中のマグネシアの含有量は１０〜８０重量％が好ま
しい。

【０００８】また本発明においてフェノール樹脂バイン
ダーとしてはレゾール型フェノール樹脂を用いるのが好
ましく、フェノール樹脂バインダー中の水分量を０．３
〜５重量％に調整したもの、すなわちフェノール樹脂固
形分１００重量部に対して０．３〜５重量部の水分を含
有するように調整したものを用いるものである。骨材と
フェノール樹脂バインダーとを混練して耐火物組成物
（杯土）を調製するにあたって、このように水分量が５
重量％を超えるフェノール樹脂バインダーを用いると、
杯土が時間とともにパサパサになって貯蔵安定性が悪く
なり、また水分量が０．３重量％未満のフェノール樹脂
バインダーを用いると、耐火物をプレス成形する際に内
部に割れが発生し易くなる。従って、水分量を０．３〜
５重量％に調整したフェノール樹脂バインダーを用いる
ことによって、骨材にマグネシアを含むものであって
も、杯土の貯蔵安定性を高めることができると共に、杯
土をプレス成形する際に割れが発生することを防止して
良好な耐火物を得ることができるものである。

【０００９】ここで、フェノール樹脂中の水分調整は、
フェノールとホルマリン等を縮合させてフェノール樹脂
を合成する際の脱水条件、すなわち減圧度や最終温度を
コントロールすることによって行なうことが可能である
が、脱水条件のコントロールでは水分調整を正確に行な
うことが困難である。そこで本発明では、フェノール樹
脂を合成する際の脱水工程での脱水条件を最大条件にし
てできる限り水分を脱水し、０．３〜５重量％を下回る
ように水分量を少なくした後、これに水を添加し、脱水
工程で残った水分と後から添加した水分との合計量が
０．３〜５重量％の範囲の水分量になるように調整する
ようにしている。このようにすれば、脱水工程で水分調
整をする必要がなく、添加する水の量で水分量の調整を
容易に行なうことができるものである。しかも、脱水工
程でできる限り水分を脱水するようにすれば、フェノー
ル樹脂中の臭気成分も多く抜け、作業環境を良好にする
ことができるものである。

【００１０】また、本発明においてフェノール樹脂とし
ては水溶性レゾール型フェノール樹脂であることが好ま
しい。水溶性レゾール型フェノール樹脂でないと、水分
が多くなったときに水分分離現象が発生し、均一な耐火
物組成物に混練することができなくなる。また、骨材と
フェノール樹脂バインダーの配合量は、骨材１００重量
部に対してフェノール樹脂バインダー１〜１０重量部の
範囲が好ましい。フェノール樹脂バインダーの配合量が
骨材１００重量部に対して１重量部未満であると、バイ
ンダー不足になって強度が出ず、また骨材の濡れ性が低
下してプレス成形を行なうことが困難になる。逆にフェ
ノール樹脂バインダーの配合量が骨材１００重量部に対
して１０重量部を超えると、コストアップになると共に
プレス成形後の成形品に割れが発生し易くなる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。 （水溶性レゾール型フェノール樹脂の合成例Ａ）５リッ
トルフラスコに合成フェノール１８００ｇ、４０％ホル
マリン１８００ｇ、水酸化ナトリウム１５ｇを投入し、
１００℃で６０分間還流下反応させた後、真空度６５ｃ
ｍＨｇで減圧脱水をおこない、最終脱水停止温度を１２
０℃とした。次にメタノールを９００ｇ投入し、約３２
００ｇの水溶性レゾール型フェノール樹脂Ａを得た。こ
のフェノール樹脂Ａの水分量をカールフィッシャー水分
計で測定したところ、０．２重量％であった。

【００１２】（水溶性レゾール型フェノール樹脂の合成
例Ｂ）上記合成例Ａと同様にして反応させた後、真空度
６５ｃｍＨｇで減圧脱水をおこない、最終脱水停止温度
を１００℃とした。次にメタノールを９００ｇ投入し、
約３２６０ｇの水溶性レゾール型フェノール樹脂Ｂを得
た。このフェノール樹脂Ｂの水分量は２重量％であっ
た。

【００１３】（水溶性レゾール型フェノール樹脂の合成
例Ｃ）上記合成例Ａと同様にして反応させた後、真空度
５０ｃｍＨｇで減圧脱水をおこない、最終脱水停止温度
を８０℃とした。次にメタノールを９００ｇ投入し、約
３４００ｇの水溶性レゾール型フェノール樹脂Ｃを得
た。このフェノール樹脂Ｃの水分量は５重量％であっ
た。

【００１４】（水溶性レゾール型フェノール樹脂の合成
例Ｄ）上記合成例Ａと同様にして反応させた後、真空度
５０ｃｍＨｇで減圧脱水をおこない、最終脱水停止温度
を６５℃とした。次にメタノールを９００ｇ投入し、約
３６００ｇの水溶性レゾール型フェノール樹脂Ｄを得
た。このフェノール樹脂Ｄの水分量は９重量％であっ
た。

【００１５】（実施例１）骨材としてマグネシア７０重
量部、カーボン３０重量部を用い、これにフェノール樹
脂Ｂ（水分２重量％）を５重量部配合して混練すること
によって、耐火物用組成物を調製した。 （実施例２）骨材としてマグネシア３０重量部、アルミ
ナ５０重量部、カーボン２０重量部を用い、これにフェ
ノール樹脂Ｃ（水分５重量％）を２重量部配合して混練
することによって、耐火物用組成物を調製した。

【００１６】（実施例３）フェノール樹脂Ａ（水分０．
２重量％）にフェノール樹脂固形分１００重量部に対し
て１．５重量部の割合で水を添加して水分量を１．７重
量％に調整し、骨材としてマグネシア５０重量部、アル
ミナ４０重量部、カーボン１０重量部を用い、これに水
分調整したフェノール樹脂Ａを１重量部配合して混練す
ることによって、耐火物用組成物を調製した。

【００１７】（実施例４）フェノール樹脂Ａ（水分０．
２重量％）にフェノール樹脂固形分１００重量部に対し
て３重量部の割合で水を添加して水分量を３．２重量％
に調整し、骨材としてマグネシア１０重量部、アルミナ
８０重量部、カーボン１０重量部を用い、これに水分調
整したフェノール樹脂Ａを１０重量部配合して混練する
ことによって、耐火物用組成物を調製した。

【００１８】（実施例５）フェノール樹脂Ａ（水分０．
２重量％）にフェノール樹脂固形分１００重量部に対し
て０．１重量部の割合で水を添加して水分量を０．３重
量％に調整し、骨材としてマグネシア８０重量部、カー
ボン２０重量部を用い、これに水分調整したフェノール
樹脂Ａを５重量部配合して混練することによって、耐火
物用組成物を調製した。

【００１９】（実施例６）フェノール樹脂Ｂ（水分２重
量％）にフェノール樹脂固形分１００重量部に対して２
重量部の割合で水を添加して水分量を４重量％に調整
し、骨材としてマグネシア７０重量部、アルミナ１０重
量部、カーボン２０重量部を用い、これに水分調整した
フェノール樹脂Ｂを３重量部配合して混練することによ
って、耐火物用組成物を調製した。

【００２０】（比較例１）骨材としてマグネシア７０重
量部、カーボン３０重量部を用い、これにフェノール樹
脂Ａ（水分０．２重量％）を４重量部配合して混練する
ことによって、耐火物用組成物を調製した。 （比較例２）骨材としてマグネシア７０重量部、カーボ
ン３０重量部を用い、これにフェノール樹脂Ｄ（水分９
重量％）を４重量部配合して混練することによって、耐
火物用組成物を調製した。

【００２１】（比較例３）フェノール樹脂Ｂ（水分２重
量％）にフェノール樹脂固形分１００重量部に対して４
重量部の割合で水を添加して水分量を６重量％に調整
し、骨材としてマグネシア３０重量部、アルミナ５０重
量部、カーボン２０重量部を用い、これに水分調整した
フェノール樹脂Ｂを４重量部配合して混練することによ
って、耐火物用組成物を調製した。

【００２２】上記実施例１乃至６及び比較例１乃至３に
おいて、骨材とフェノール樹脂とを混練する際の臭気の
発生の有無を検査し、臭気が感じられたものを「×」、
臭気が感じられなかったものを「○」と評価した。また
上記実施例１乃至６及び比較例１乃至３において得た耐
火物用組成物（杯土）の貯蔵安定性を検査し、１日で杯
土がパサパサになったものを「×」と評価し、３日経過
しても杯土がパサパサにならないものを「○」と評価し
た。さらに杯土をプレス成形して耐火煉瓦を作製するに
あたって、プレス性を検査し、プレス成形によって割れ
が発生したものを「×」と評価し、割れが発生しなかっ
たものを「○」と評価した。これらの結果を表１及び表
２に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】表１及び表２にみられるように、各実施例
のものは貯蔵安定性が高く、プレス成形の際に割れが発
生せず、しかも臭気の発生もないものであった。

【００２６】

【発明の効果】上記のように本発明は、マグネシアを含
む骨材と、含水率が０．３〜５重量％に調整されたフェ
ノール樹脂バインダーとを含有するので、含水率が０．
３〜５重量％に調整されたフェノール樹脂バインダーを
用いることによって、貯蔵安定性を高めることができる
と共に、プレス成形時の割れの発生を防止することがで
きるものである。

【００２７】また請求項２の発明は、骨材１００重量部
に対してフェノール樹脂バインダーを１〜１０重量部配
合するようにしたものであり、耐火物の強度を高めるこ
とができると共に、プレス成形の際のワレの発生を防止
できるものである。また請求項３の発明は、フェノール
樹脂としてレゾール型フェノール樹脂を用いるようにし
たものであり、レゾール型フェノール樹脂とマグネシア
との組み合わせは貯蔵安定性に問題があるものの、含水
率を０．３〜５重量％に調整することによって貯蔵安定
性を高めて使用することができるものである。

【００２８】また請求項４の発明は、フェノール樹脂と
して水溶性のレゾール型フェノール樹脂を用いるように
したものであり、水分が多くなっても水分分離現象の発
生がなく、均一な耐火物組成物を調製できるものであ
る。また請求項５の発明は、フェノール樹脂を合成する
際の脱水工程で水分を脱水した後、水分を添加して含水
率が０．３〜５重量％に調整されたフェノール樹脂バイ
ンダーを用いるようにしたものであり、フェノール樹脂
の含水率を０．３〜５重量％に調整するにあたって、フ
ェノール樹脂を合成する際の脱水工程で水分調整をする
必要がなくなり、後添加する水の量で水分量の調整を容
易に行なうことができるものである。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネシアを含む骨材と、含水率が０．
   ３〜５重量％に調整されたフェノール樹脂バインダーと
   を含有して成ることを特徴とする耐火物用組成物。
2. 【請求項２】 骨材１００重量部に対してフェノール樹
   脂バインダーを１〜１０重量部配合して成ることを特徴
   とする請求項１に記載の耐火物用組成物。
3. 【請求項３】 フェノール樹脂がレゾール型フェノール
   樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の耐火物用組成物。
4. 【請求項４】 フェノール樹脂が水溶性のレゾール型フ
   ェノール樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の耐火物用組成物。
5. 【請求項５】 フェノール樹脂を合成する際の脱水工程
   で水分を脱水した後、水分を添加して含水率が０．３〜
   ５重量％に調整されたフェノール樹脂バインダーを用い
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
   耐火物用組成物。