JP3774299B2 - 無機繊維質耐火断熱材とその製造方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
【０００３】
本発明は無機繊維質耐火断熱材とその製造方法に関するものである。
【従来の技術】
【０００４】
アルミナシリカ繊維やアルミナ繊維等の無機繊維は、そのままで、又はボードや成型品などに加工して、耐火断熱材として広く使用されている。
【０００５】
これらの無機繊維から耐火断熱材を製造するには、先ず無機繊維を多量の水に投入し、攪拌して均一に分散させる。次いで、これに無機結合剤のコロイダルシリカを添加し、必要に応じて高分子凝集剤や耐火粉末を添加し、しかるのち成形し、乾燥するのが一般的な製造方法である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような無機繊維質耐火断熱材及びその製造方法における問題点は、最終的に得られる耐火断熱材が、往往にしてコロイダルシリカのマイグレーションにより、表面層は硬いが、内部は軟らかいという不均質なものとなることである。
【０００７】
また、耐火断熱材が高温に加熱されると、温度差を生じ、耐火断熱材に応力が発生する。温度差が大きくなると応力も大きくなって、クラックが発生する。特に耐火粉末を含有した無機繊維質耐火断熱材は、柔軟性に乏しく、クラックが発生しやすい。すなわち、熱衝撃に弱い。
【０００８】
コロイダルシリカのマイグレーションを防止する方法については、種々検討がされている。例えば、コロイダルシリカに澱粉を加えたり、特公平２−５３３８５号公報に記載の発明では、コロイダルシリカに凝結剤を加えてマイグレーションを防止している。
【０００９】
しかし、これらの従来の耐火断熱材は熱衝撃に弱い欠点を有する。
【００１０】
従って、本発明の目的は、内部まで均一に硬化されていて、かつ熱衝撃に強い無機繊維質耐火断熱材とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明の１つの解決手段は、無機繊維と、プラス（＋）の表面電荷を持つコロイダルシリカと、マイナス（−）の表面電荷を持つコロイダルシリカからなり、コロイダルシリカが、無機繊維の表面全体を被覆していることを特徴とする無機繊維質耐火断熱材である。
【００１２】
本発明の他の解決手段は、無機繊維と、コロイダルシリカと、水とを混合してスラリーとし、このスラリーを成形し、乾燥する耐火断熱材の製造方法において、無機繊維を水に入れた後に、プラス（＋）の表面電荷をもつコロイダルシリカを入れ、次にマイナス（−）の表面電荷をもつコロイダルシリカを入れることを特徴とする無機繊維質耐火断熱材の製造方法である。
【発明の実施の形態】
【００１３】
本発明は、シリカのマイグレーションを抑制し、かつ耐スポーリング特性に優れた無機繊維質耐火断熱材とその製造方法を提供するものである。
【００１４】
本発明の無機繊維は、アルミナシリカ繊維やアルミナ繊維などが好ましい。
【００１５】
アルミナシリカ繊維は、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２を主成分とする非晶質繊維、またはＡｌ２Ｏ３とＳｉＯ２とΖｒＯ２を主成分とする非晶質繊維である。このような繊維は１０００℃以上で熱処理し、１部を結晶化させると、耐熱性が向上して好ましい。
【００１６】
アルミナ繊維は、Ａｌ２Ｏ３が７０重量％以上であり、他にＳｉＯ２を含有する、主にコランダムやムライトの多結晶繊維である。
【００１７】
本発明のコロイダルシリカとしては、粒子の表面電荷がマイナス（−）のものとプラス（＋）のものの、２種類のコロイダルシリカを用いる。これらの２種類のコロイダルシリカを用いることによって、コロイダルシリカは無機繊維の表面全体を被覆し、耐火断熱材の硬度が均一になる。それゆえ、安定した形状の耐火断熱材が得られる。また、繊維は熱膨張の小さいシリカで結合され、繊維の表面全体がこのシリカで被覆されていると、熱衝撃に強い耐火断熱材が得られる。
【００１８】
コロイダルシリカが無機繊維の表面全体を被覆する理由は次のように考えられる。
【００１９】
一般に、無機繊維はマイナス（−）の表面電荷を有している。ここにプラス（＋）の表面電荷を有するコロイダルシリカを添加すると、電気的作用によりコロイダルシリカは繊維表面全体を被覆する。次に、マイナス（−）の表面電荷を有するコロイダルシリカを添加すると、先に繊維表面を被覆したコロイダルシリカと作用して凝集を起こして、繊維表面にコロイダルシリカの被覆層を強固に形成する。
【００２０】
本発明の高分子凝集剤は、例えばポリアクリルアミド系、ポリメタクリルエステル系などが好ましい。これらの高分子凝集剤はコロイダルシリカをより確実に繊維に被覆する働きがある。
【００２１】
本発明の耐火粉末とは、例えばアルミナ、ムライトなどの粉末である。これらの粉末を加えると、耐熱性が向上する。
【００２２】
本発明の無機繊維質耐火断熱材は、周知の真空成形法を用いて容易に製作できる。
【実施例】
【００２３】
水に無機繊維としてＡｌ２Ｏ３５３重量％、ＳｉＯ２４７重量％のアルミナシリカ繊維を入れた。次に、コロイダルシリカとして固形分２０％で、表面電荷がプラス（＋）のコロイダルシリカを入れた。そして、マイナス（−）のコロイダルシリカを入れた。その他に、耐火粉末としてアルミナ粉を加え、高分子凝集剤としてポリアクリルアミドを加えて、攪拌し、種々のスラリーを作製した。これらのスラリーから、外径７５ｍｍ，長さ９０ｍｍのモールドを使用して真空成形法により厚さ１０ｍｍの層を形成した。その後、脱型し、乾燥して円筒状の耐火断熱材を得た。
【００２４】
スラリーの配合と耐火断熱材の特性について実施例１〜３と比較例１〜３を表１に示す。
【００２５】
硬度はラバーテスターにより耐火断熱材の表面および内部の硬度を測定して評価した。
【００２６】
耐熱衝撃性は、耐火断熱材を７００℃で１５分加熟し、その後室温で１５分放冷する加熱冷却を繰り返し、耐火断熱材が２分割するまでの加熱冷却の回数で評価した。
【００２７】
比較例１は、澱粉を併用した例である。コロイダルシリカのマイグレーションは防止できたが、耐熱衝撃性に劣る。
【００２８】
比較例２，３は、コロイダルシリカが１種類の例である。いずれも、耐火断熱材内部の硬度が弱く、耐熱衝撃性にも劣る。
【００２９】
実施例１と比較例１の耐火断熱材をＳＥＭにより観察した。その結果を図１と図２に示す。図１と図２を比較すると、図１では、コロイダルシリカが繊維の表面全体に被覆しているが、図２では、コロイダルシリカが繊維表面の一部にしか被覆していない。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の無機繊維質耐火断熱材は、コロイダルシリカのマイグレーションを防止して、耐火断熱材の硬度が大きくて、表面と内部の硬度が均一である。そして、シリカにより繊維が結合され、かつ繊維の表面全体がシリカで被覆されている。そのため、熱衝撃に対しても強い抵抗を持つ。従って、本発明の無機繊維質耐火断熱材は温度変化の激しい場所でも、長時間、安定した形状の耐火断熱材として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】 本発明の無機繊維質耐火断熱材のＳＥＭ観察結果を示す図。
【図２】 比較例の無機繊維質耐火断熱材のＳＥＭ観察結果を示す図。
【表１】
Claims (2)
- 無機繊維と、プラス（＋）の表面電荷を持つコロイダルシリカと、マイナス（−）の表面電荷を持つコロイダルシリカからなり、コロイダルシリカが、無機繊維の表面全体を被覆していることを特徴とする無機繊維質耐火断熱材。
- 無機繊維と、コロイダルシリカと、水とを混合してスラリーとし、このスラリーを成形し、乾燥する耐火断熱材の製造方法において、無機繊維を水に入れた後に、プラス（＋）の表面電荷をもつコロイダルシリカを入れ、次にマイナス（−）の表面電荷をもつコロイダルシリカを入れることを特徴とする無機繊維質耐火断熱材の製造方法。
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| JP22122497A JP3774299B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 無機繊維質耐火断熱材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22122497A JP3774299B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 無機繊維質耐火断熱材とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH1160323A JPH1160323A (ja) | 1999-03-02 |
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| JP22122497A Expired - Fee Related JP3774299B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 無機繊維質耐火断熱材とその製造方法 |
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1997
- 1997-08-04 JP JP22122497A patent/JP3774299B2/ja not_active Expired - Fee Related
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