JP4653534B2 - 可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット及びその製造方法、並びにリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケット - Google Patents

Description

本発明は、使用済みセラミックファイバー（例えば、グラスファイバー、グラスウール、又はセラミック繊維）を使用した可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット及びその製造方法、並びにリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケットに関する。

従来、セラミックファイバー（以下、単にファイバー又は繊維ともいう）は、その加工性及び断熱性が優れているため、ブランケット（以下、成形体ともいう）にして、例えば、熱処理炉の内壁に取付けて使用されている。この成形体は、炉の部分補修又は全面張替えの際に新たなものに取り替えられており、その結果、大量の成形体が産業廃棄物として回収された後、使用済みセラミックファイバーを再利用するための処理が試みられていた。
処理した使用済みセラミックファイバーの再利用方法としては、例えば、特許文献１に、未使用セラミックファイバーを成形体として成形する際、その一部に使用済みセラミックファイバーを混入して成形する成形体の製造方法が開示されている。
また、特許文献２には、４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に解繊した使用済みセラミックファイバーをバインダーと混合して成形体とし、再生する方法が開示されている。

通常、一度使用した成形体を構成する使用済みセラミックファイバーは、それ自体が脆くなっているため、これをリサイクルするための解繊の際に、セラミックファイバーが切断されてその長さが短くなっている。例えば、未使用時の繊維長さが５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下であるのに対して、使用済み後の解繊時の繊維長さは２０ｍｍ以下、更には１０ｍｍ以下となる。
このため、解繊した使用済みセラミックファイバーを成形し、再生セラミックファイバーの成形体として使用することで、未使用のセラミックファイバーで構成される成形体を使用した場合よりも、その断熱性を約２割程度向上できる。これは、セラミックファイバー自体の繊維長さが短くなったため、セラミックファイバーを伝わる熱がその端部で断熱される確率が高まることに起因する。

特開２００１−３３５３７９号公報 特開平９−２１０２８９号公報

しかしながら、未使用のセラミックファイバーで構成される成形体のたわみ易さは、長い繊維が絡み合うことで確保されているため、繊維長が短くなった使用済みセラミックファイバーで構成される再生セラミックファイバーの成形体は、曲げると折れ易くなる。
特に、この再生した成形体を撓ませて施工する際、例えば、炉底と炉壁が直角をなす炉体内部の隅部に、成形体を折り曲げてライニング施工する際には、成形体に折れが発生する。

特許文献１の方法で製造された成形体は、繊維長が長い未使用セラミックファイバーを主体としたものであるため可撓性を備えている。しかし、成形体の一部に使用済みセラミックファイバーを使用し、これを主体としていないため、前記したような成形体の断熱性の効果を得ることが少なく、しかも使用済みセラミックファイバーをリサイクルできる量も少ない。また、セラミックファイバーに結合材のみを混合して成形体を製造しているため、使用済みセラミックファイバーの添加量を増加させた場合には、その増加量に伴って繊維同士の絡み合いが減少し、成形体の可撓性が低下する。
また、特許文献２に開示された方法を、Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ を主成分とする使用温度が１０００℃以上の耐火性のセラミックファイバーに適用する場合、前記したように、繊維長さを４０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲に解繊することが実質不可能であるため、前記したような繊維同士の絡み合いがなく、可撓性を備えた成形体を製造できない。
このことからも明らかなように、従来の再生したセラミックファイバーの成形体には可撓性がなく、しかも施工時に成形体に折れが発生することで、所要の断熱効果が得られない恐れがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、可撓性を備え、しかも所要の断熱効果を得ることが可能な可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット及びその製造方法、並びにリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケットを提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットは、繊維長が２０ｍｍ以下である使用済みセラミックファイバーを７０質量％以上としたものに、非水溶性耐火微粒子と結合剤とが添加されている可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットであって、
前記非水溶性耐火微粒子の一部又は全部が石炭灰である。
ここで、使用済みセラミックファイバーは、その直径が例えば２μｍ以上５μｍ以下のものであり、その成分として、例えば、アルミナとシリカ（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）、アルミナ、又はムライトがある。
この使用済みセラミックファイバーは、使用済みセラミックファイバーで構成される回収した使用済み成形体を機械的な力により解繊したものを用いることができる。ここで、機械的な力により解繊する方法としては、例えば、使用済み成形体を液体中に浸漬した後に撹拌する方法、又は使用済み成形体を破砕機や解繊機で破砕する方法がある。なお、この方法に、使用済みセラミックファイバー中に含まれる異物を、例えば、風力、磁力、又は篩によって分離する公知の方法を併用することもできる。
また、非水溶性耐火微粒子は、使用済みセラミックファイバーと同様の成分系のものを使用することが好ましいが、異なる成分であってもよい。
そして、結合剤は、水の添加により膨潤又は溶解して、使用済みセラミックファイバーと非水溶性耐火微粒子とを相互に結合し、成形体に可撓性を付与するものであり、例えば、ラテックス、スチレンブタジエンゴム、α化澱粉、高分子凝集剤、又は高分子分散剤を使用できる。
ここで、非水溶性耐火微粒子の一部を石炭灰で構成する場合は、その他の非水溶性耐火微粒子として、例えば、アルミナ又はムライトのようなセラミックを使用できる。
この石炭灰は、アルミナとシリカを主成分とするものであり、使用済みセラミックファイバーと同じあるいは類似した成分で構成されるものである。なお、石炭灰としては、その形状が球形となったフライアッシュを使用することが好ましい。

第１の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットにおいて、前記非水溶性耐火微粒子の平均直径は、前記使用済みセラミックファイバーの平均直径の５倍以上２０倍以下であることが好ましい。

第１の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットにおいて、前記結合剤の添加量は、前記使用済みセラミックファイバーの２質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係るリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケットは、第１の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットと、未使用セラミックファイバーで構成されるブランケットとを、各々１層以上積層する。
ここで、使用済みセラミックファイバーの再生ブランケットと未使用セラミックファイバーの未使用ブランケットの積層は、例えば、積層ブランケットを水平面に施工する場合、下層に未使用ブランケット、上層に再生ブランケットを配置して施工することにより、再生ブランケットを含めて積層ブランケットの使用後の回収がし易い。また、未使用ブランケット上に再生ブランケットを複数層重ねても、同じ効果が得られる。そして、積層ブランケットを垂直面に施工する場合、再生ブランケットを未使用ブランケットで挟んで施工することにより、再生ブランケットを含めて積層ブランケットの使用後の回収がし易い。
なお、再生ブランケットと未使用ブランケットとの結合は、例えば、有機又は無機の結合材、モルタル、又は使用セラミックファイバーと同等の耐火性を備えるファイバーロープによる縫合により行うことができる。

前記目的に沿う第３の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、使用済みセラミックファイバーを７０質量％以上としたものに、水、非水溶性耐火微粒子、及び結合剤を添加して成形した後、脱水し乾燥する可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法であって、
前記非水溶性耐火微粒子の一部又は全部が石炭灰である。

第３の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記非水溶性耐火微粒子の平均直径は、前記使用済みセラミックファイバーの平均直径の５倍以上２０倍以下であることが好ましい。

第３の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記非水溶性耐火微粒子の添加量は、前記使用済みセラミックファイバーの３質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

第３の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記結合剤の添加量は、前記使用済みセラミックファイバーの２．５質量％以上１２．５質量％以下であることが好ましい。

第３の発明に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記非水溶性耐火微粒子と前記結合剤とを予め混合して混合物とした後に、前記使用済みセラミックファイバーと前記水に前記混合物を添加することが好ましい。
ここで、非水溶性耐火微粒子と結合剤から混合物を作製し、これに例えば、塩基度調整剤を入れてｐＨ調整を行い、水溶液としておくことも可能である。
また、例えば、結合促進剤を使用する場合は、まず結合剤と非水溶性耐火微粒子を混合して混合物を作製し、この混合物を使用済みセラミックファイバーと水に添加した後に、更に結合促進剤を添加することが好ましい。

請求項１〜３記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット、請求項４記載のリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケット、及び請求項５〜９記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、使用済みセラミックファイバーと非水溶性耐火微粒子とを結合できるので、使用済みセラミックファイバー同士の結合部の強化及び使用済みセラミックファイバー同士の絡み合いを、従来よりも増加でき、可撓性を備え、しかも所要の断熱効果を得ることが可能なブランケットを提供できる。
更に、非水溶性耐火微粒子として、使用済みセラミックファイバーの成分と同一又は類似した石炭灰を使用するので、使用する結合剤の作用が石炭灰に対しても発揮され易く、ブランケットの製造上好ましい。また、石炭灰は、一般に廃棄される場合が多いため、これを使用することは環境上も好都合である。特に、石炭灰の１つであるフライアッシュは、その形状が球形であるためブランケット中に分散させることが容易であり、しかも事前処理を行うことなく使用できるため製造上好ましい。

特に、請求項２記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット、及び請求項６記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、非水溶性耐火微粒子の平均直径を規定しているので、使用済みセラミックファイバー同士の結合部を強化でき、しかも非水溶性耐火微粒子に結合する使用済みセラミックファイバー量の増加に伴うファイバー同士の絡み合いの効果を、更に向上できる。

請求項３記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット、及び請求項８記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、結合剤の添加量を規定しているので、例えば、ブランケットの施工の際に、ブランケットに可撓性を付与でき、またブランケットの使用の際に、断熱性の低下又は結合剤の焼失によるブランケット形状の崩れを抑制できる。

請求項４記載のリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケットは、使用済みセラミックファイバーで構成される再生ブランケットと未使用セラミックファイバーで構成される未使用ブランケットとを積層しているので、例えば、従来のように、再生ブランケットを加熱炉のライニングに使用した際、結合剤の焼失又は構成するセラミックファイバーの劣化や切断のため、使用後のブランケット品が崩壊し易く回収が困難になるという問題を解消できる。このため、使用後の積層ブランケットを構成するセラミックファイバーを再度リサイクルする際は、再生ブランケットを未使用ブランケットと共に回収し易く、使用済みセラミックファイバーの回収率を従来よりも向上できる。

請求項７記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、非水溶性耐火微粒子の添加量を規定しているので、使用済みセラミックファイバー同士の結合部を強化でき、しかも非水溶性耐火微粒子に結合する使用済みセラミックファイバー量の増加に伴うファイバー同士の絡み合いの効果を、更に向上できる。

請求項５記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、ブランケットの製造に水と石炭灰を使用しているので、石炭灰中に含まれる残炭分を沈降除去でき、製造するブランケットの製品品質を向上できる。

請求項９記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法は、非水溶性耐火微粒子と結合剤とを予め混合するので、結合剤中に非水溶性耐火微粒子を略均一に分散させた混合物を製造できる。そして、この混合物を使用済みセラミックファイバーと水に添加することで、非水溶性耐火微粒子を使用済みセラミックファイバー中に略均一に分散させることができ、可撓性を更に向上させたブランケットを製造できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの側断面図、ファイバーと微粒子の結合状態を示す部分拡大図、図２は同可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットのファイバーと複数の微粒子の結合状態を示す部分拡大図、図３は同可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法の説明図である。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット（以下、単にブランケットともいう）１０は、使用済みセラミックファイバー（以下、単にファイバーともいう）１１を主体（例えば、製造したブランケットの７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上）としたものに、非水溶性耐火微粒子（以下、単に微粒子ともいう）１２と結合剤とが添加されたものである。なお、このブランケット１０の適用部位としては、使用環境が高温で耐熱性が必要となる部分であり、このような適用部位にブランケット１０を、例えば、電気炉又は熱処理炉の断熱材、又は製鉄プロセスの製鋼工程におけるタンディッシュカバーの断熱性シール部材として使用できる。以下、詳しく説明する。

図１（Ａ）に示すように、ブランケット１０は、例えば、平面視して一辺が５００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の矩形状（長方形又は正方形）で、厚みが１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下のものである。なお、ブランケットは、平面視して円形、楕円形、又は多角形とすることも可能である。
図１（Ｂ）に示すように、ブランケット１０の大部分を構成するファイバー１１は、その成分がアルミナとシリカ（Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ ）で構成され、例えば、使用済みのブランケットから再生したものである。ファイバー１１の長さは、例えば２０ｍｍ以下、更には１０ｍｍ以下、直径が２μｍ以上５μｍ以下（ここでは、３μｍ）である。なお、ファイバーの成分は、アルミナ又はムライトであってもよい。

このブランケット１０中には、非水溶性耐火微粒子１２を分散させている。ここで、ブランケット１０中に微粒子１２を分散させる根拠について説明する。
使用済みセラミックファイバーを、ブランケットのような再生セラミックファイバーの成形体の製造に使用する方法としては、使用済みセラミックファイバーを解繊してスラリー状とし、このスラリーに結合剤を添加して成形し、脱水乾燥させて成形体を得る方法がある。このような方法で成形体を製造する際、使用済みセラミックファイバーの挙動には、以下の特徴がある。

使用済みセラミックファイバーの成形体を水中で撹拌して解繊すると、絡み合っていた繊維は解きほぐされ、繊維長が２０ｍｍ以下、更には１０ｍｍ以下の毛玉状の繊維塊に分解されてスラリー状となる。これは、使用済みセラミックファイバーが劣化して脆くなっているため、使用済みの成形体に機械的な力を加えて解繊する際に、ファイバーが切断されると解される。
そして、このスラリーに結合剤を添加して繊維塊同士を結合させ、網目状の板を用いて繊維塊をこして脱水し、その後に乾燥することで、再生セラミックファイバーの成形体を製造できる。なお、この成形体を撓ませると、未使用セラミックファイバー（例えば、繊維長が５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下）で構成される成形体と比較して、小さな変位量で成形体が折れるが、この折れは、繊維塊同士の結合部分で発生する場合が多い。
これは、使用済みセラミックファイバーは脆く、解繊時に切断されて繊維長が短くなり、例えば、複数の繊維塊同士が互いに束ねられて結合するということがほとんどなく、複数の繊維塊を結合させるのは、結合剤のみの効果であることによる。

以上のことから、再生セラミックファイバーの成形体の可撓性を従来よりも向上させるには、撓む機能を繊維塊に担わせながら、繊維塊同士の結合強度を向上させることが不可欠であり、この結合強度の向上には、非水溶性耐火微粒子を添加することが極めて有効であることを知見した。
ここで、非水溶性耐火微粒子を添加することにより、成形体の可撓性を向上させるメカニズム、即ち繊維塊同士の結合部の強化と繊維同士の絡み合いの増加について説明する。

（１）繊維塊同士の結合部の強化
繊維塊同士の結合部には、結合剤が存在していたが、この結合剤中には非水溶性耐火微粒子が分散しており、結合部が強化されていることが見受けられる。
（２）繊維同士の絡み合いの増加
単独の非水溶性耐火微粒子を観察すると、図１（Ｂ）に示すように、微粒子１２に使用済みセラミックファイバー１１が多く結合していた。また、この結合したセラミックファイバー同士が絡み合って、２個の微粒子１２が結合している様子も確認することができ、更には、図２に示すように、結合セラミックファイバー１３〜１５を持つ微粒子１２が多数連なる様子も確認できた。
このような繊維同士の機械的な絡まりは、微粒子の存在しない使用済みセラミックファイバーのみの条件では多くは観察できなかった。なお、繊維塊同士の結合部の結合剤に分散している微粒子の中には、結合セラミックファイバーを有し、繊維塊同士を繊維の機械的な絡まりで、その結合強度の向上に寄与しているものも少なくないと考えられた。

使用する微粒子１２としては、その成分がファイバー１１と同一又は類似のもの、例えば石炭灰（特に、フライアッシュ）を使用することが好ましく、その平均直径が、ファイバー１１の平均直径の５倍以上２０倍以下である。
ここで、微粒子の平均直径が、ファイバーの平均直径の５倍未満の場合、繊維塊同士を結合する結合剤の強化効果が望みにくく、微粒子に結合するファイバー量が少なくなり、可撓性向上の効果が小さくなる。一方、ファイバーの平均直径の２０倍を超える場合、ファイバー中に微粒子を添加しても、微粒子の沈降を招いてファイバー中に均一に分散させることができず、不均質なブランケットとなってその可撓性が低下する。
以上のことから、微粒子の平均直径を、ファイバーの平均直径の５倍以上２０倍以下としたが、更には５倍以上１０倍以下とすることが好ましい。
なお、微粒子としては、その全部を石炭灰にすることも、またその一部を他のセラミックで構成することも可能である。ここで、微粒子の平均直径は、必要に応じて破砕機又は粉砕機を使用し調整することも可能である。

また、ブランケット１０中に残存する結合剤量（添加量）は、ファイバーの２質量％以上１０質量％以下である。
ここで、結合剤量がファイバーの２質量％未満の場合、ブランケットの可撓性向上にあまり効果がない。一方、ファイバーの１０質量％を超える場合、製造したブランケットの断熱性が低下する不都合がある。
以上のことから、ブランケット中に残存する結合剤量を、ファイバーの２質量％以上１０質量％以下としたが、更には５質量％以上１０質量％以下とすることが好ましい。
なお、ブランケット中に残存する結合剤量は、製造したブランケットを４００℃以上で焼いた後に、その灼熱減量を測定することにより求めることができる。

この使用済みセラミックファイバーで構成したブランケット１０は、このブランケット１０と略同様の形状の未使用セラミックファイバーで構成される未使用ブランケットに積層して積層ブランケットを形成することも可能である。
この積層に際しては、１枚のブランケット（再生ブランケット）に１枚の未使用ブランケットを積層して、２層構造とすることも、また、２枚の未使用ブランケットの間に１枚のブランケットを配置して３層構造とすることも可能である。ここで、各ブランケットの層厚は、同一でもよく、また異なっていてもよい。
このように、ブランケット１０と未使用ブランケットとを、各々１層以上積層することで、使用後の積層ブランケットの回収率も向上させることができる。

続いて、本発明の一実施の形態に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法について、図３を参照しながら説明する。
まず、使用済みセラミックファイバーで構成される使用済み成形体及び水を遠心分離槽（パルパーともいう）２０内に投入する。なお、使用済み成形体と水との配合割合（使用済みセラミックファイバー／水）は、質量比で例えば１５／１０００以上６０／１０００以下の範囲内に調整することが好ましい。

そして、この遠心分離槽２０内に、予め混合された非水溶性耐火微粒子（例えば、石炭灰）と結合剤（例えば、スチレンブタジエンゴム）との混合物を添加する。
なお、混合物は、結合剤に微粒子を添加して乳化状態（エマルジョン）としたものである。そして、これに、塩基度調整剤である硫酸バンド（硫酸アルミニウム、アラムともいう）を更に添加してｐＨ調整を行うことで、ゾル状又はゲル状の混合物にする。
これにより、微粒子を結合剤中に略均一に分散させることができると共に、微粒子の表面に結合剤を付着させることができる。

この微粒子の添加量は、ファイバーの３質量％以上２０質量％以下である。微粒子の添加量が、ファイバーの３質量％未満の場合、繊維塊同士の結合の強化効果が不足するため、製造するブランケットの可撓性が不足する。一方、２０質量％を超える場合、繊維塊同士の結合に寄与しない微粒子が増加して、ブランケットから微粒子が脱落する不都合が生じる。また、微粒子の脱落を防止するため、結合剤の添加量を増加すると、ブランケットの断熱性が低下する不都合が生じる。
以上のことから、微粒子の添加量を３質量％以上２０質量％以下としたが、５質量％以上１５質量％以下とすることがより好ましい。

また、結合剤の添加量は、ファイバーの２．５質量％以上１２．５質量％以下である。ブランケットを水を用いて製造する場合、成形の際に脱水するため、成形体に残留する結合剤量は、予め添加する結合剤量よりも減少する。ここで、一般的な結合剤を用いた場合、脱水により約２割の結合剤が水と共に無くなるため、製品に必要な量（２質量％以上１０質量％以下）よりも多い２．５質量％以上１２．５質量％以下としたが、製品に必要な量を考慮して、５質量％以上１２．５質量％以下とすることが好ましい。

次に、遠心分離槽２０の撹拌翼（図示しない）を、例えば、４００ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下に高速回転させて、遠心分離槽２０内に回流を発生させ、使用済み成形体を解繊すると共に、遠心力により異物を分離して除去する。
なお、この遠心分離槽２０で分離される異物としては、主として比重がファイバー（例えば０．１程度）より重い地金、スラグ、スケール、及び金物類（例えば３以上７以下）である。また、微粒子としてフライアッシュを使用する場合は、その中に含まれる残炭分を沈降除去できる。
このようにして、異物が少なくなるまで、所定時間（例えば、１分以上５分以下）撹拌翼を作動させ、異物が除去された混濁液２１を作製した後、この混濁液２１を供給配管２２を介して成形槽２３へ移送する。

成形槽２３では、撹拌羽根２４、２５を、例えば、１００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下で回転させる弱撹拌を行う。このように、成形槽２３内の混濁液２１を撹拌することで、混濁液２１の流れが形成されるため、この流れの影響を受け易いファイバーと微粒子と結合剤とを、略均一に混合できる。
一方、この流れの影響を受けにくい物、即ち遠心分離槽２０内で除去できなかった残留異物である例えば、焼結して形成された粒状物や粉状物、極短繊維物、地金、スラグ、スケール、及び金物類を、成形槽２３の底部に沈殿させることができる。

なお、混濁液は、遠心分離槽２０を使用してバッチ処理で作製する毎に、その都度成形槽２３へ供給することができるが、遠心分離槽２０で混濁液を作製しながら成形槽２３へ連続的に供給することも可能である。
この成形槽２３内には、固定枠２６が配置されている。固定枠２６は、成形槽２３の底面上方に設けられているので、成形槽２３内で沈殿した残留異物が、固定枠２６内へ侵入することを抑制できる。なお、固定枠２６の下部には、下方へ向かって縮幅する２（複数）個の吸引口２７、２８が設けられ、この吸引口２７、２８が送液配管２９を介して真空ポンプ３０に接続されている。

また、固定枠２６内には、ブランケット１０を製造するための成形枠３１が固定配置される。この成形枠３１は、その上部がブランケット１０を形造るための成形部３２となっており、下部が固定枠２６の吸引口２７、２８内に装入可能な吸引部３３、３４となっている。なお、成形部３２の形状は、平断面長方形となっているが、製品形状に応じて、例えば、断面正方形、断面円形、断面楕円形、又は断面多角形にすることもできる。
この成形枠３１の成形部３２は、その深さが例えば、１０ｃｍ以上５０ｃｍ以下のものであり、その最下部に多数の開口部３５を有する補助部材３６が配置され、この補助部材３６の上に、例えば２０メッシュ以上５０メッシュ以下の範囲内（ここでは３０メッシュ程度）の目の大きさを備えた金網３７が配置されている。なお、補助部材３６の開口部３５の大きさは、例えば１０ｍｍ程度であり、金網３７の目の大きさよりも大きくなっている。

ここで、固定枠２６内への成形枠３１の設置は、成形槽２３内へ混濁液２１を供給する前、又は供給中に、昇降手段（図示しない）を用いて行う。
そして、真空ポンプ３０を作動させることで、成形槽２３内の混濁液２１を撹拌することにより生じた混濁液２１の上澄みを、固定枠２６側へ吸引する。
このように、真空ポンプ３０を作動させ、成形枠３１の金網３７、及び補助部材３６の開口部３５を介して混濁液２１を吸引することで、金網３７上にファイバーを堆積させることができる。

なお、未使用ブランケット上にファイバーで構成されるブランケットを積層して、積層ブランケットを製造する場合は、成形枠３１の成形部３２内の金網３７上に未使用ブランケットを配置した後、真空ポンプ３０を作動させ、未使用ブランケットを構成するセラミックファイバー間の隙間、成形枠３１の金網３７、及び補助部材３６の開口部３５を介して混濁液２１を吸引することで、未使用ブランケット上にファイバーを堆積させる。
この場合、成形部３２内には、予め未使用ブランケットを配置するので、補助部材３６及び金網３７のいずれか一方又は双方を配置しなくても、未使用ブランケット上にファイバーを積層できる。このとき、未使用ブランケットは、縮幅した吸引部３３、３４の上端部で固定される。

金網３７上に、目的とする厚み（例えば、１０ｍｍ以上９０ｍｍ以下）のファイバー堆積層を形成させた後、真空ポンプ３０を停止して、この成形枠３１を引き上げる。
この成形枠３１の引き上げに際しては、成形枠３１のみを引き上げることも、また成形枠３１と固定枠２６とを一体として引き上げることも可能である。
ここで、成形枠３１のみを引き上げる場合は、昇降手段により成形枠３１を混濁液２１の上方へ引き上げ、例えば、ファイバー堆積層中の水分を水切りしたり、また温風である程度まで乾燥させた後に、ファイバー堆積層を成形枠３１から脱枠する。

また、成形枠３１と固定枠２６とを一体として引き上げる場合は、固定枠２６に接続される送液配管２９をフレキシブルホースで構成し、成形枠３１を固定枠２６と共に混濁液２１の上方へ引き上げた後、再度真空ポンプ３０を作動させて、ファイバー堆積層中の水分を真空吸引して脱水処理する。そして、十分に脱水処理を行った後、真空ポンプ３０を停止し、ファイバー堆積層を成形枠３１から脱枠する。なお、脱枠の際には、送液配管２９から空気が吹き出されるように真空ポンプ３０を操作することで、脱枠作業を容易にできる。
このように、真空ポンプ３０を使用して脱水処理を行うことで、脱水作業を短時間に効率的に行うことができ、しかも後工程での乾燥作業もより短時間に実施できる。
これにより、得られた成形体を、例えば、マイクロ波加熱方式を利用した乾燥炉（図示しない）に装入して乾燥することで、ブランケット１０を製造できる。

ここで、セラミックファイバーの成形枠３１への堆積時に吸引された溶液は、真空ポンプ３０により、送液配管２９及び配管３８を介して沈殿槽３９へ送られる。そして、沈殿槽３９内で、金網３７を通過した溶液中に含まれる固形物、例えば、短繊維物を沈降させ分離した後、配管４０を介して再度遠心分離槽２０へ供給する。
なお、この沈殿槽３９は、前記した微粒子と結合剤との混合物の製造に使用することも可能であり、製造した混合物を配管４０を介して遠心分離槽２０へ供給する。
以上の方法で製造したブランケット１０を、そのままの状態、又は必要に応じて曲げた後に、適用部位に配置する。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、使用済みセラミックファイバーを使用して製造した各ブランケットの可撓性を、比較例（微粒子無し）を基準（１００）とした変形能を使用して、それぞれ評価した。なお、変形能は、通常曲げ強度の測定に使用されている３点曲げ装置を用いて測定している。この測定は、ブランケットから切り出した試験片を２点間距離１５０ｍｍのスパン上に配置し、上方からφ３０ｍｍの圧子を下降させて試験片を撓ませ、試験片が破断するまでの試験片端部の変位量（ストローク量）を測定することで行っている。また、微粒子としては、アルミナ（平均粒径：１０μｍ、２５μｍ、７５μｍ）とフライアッシュ（平均粒径：２５μｍ）を使用した。
各ブランケットの試験片の成分比とその変形能の結果を表１に示す。

表１において、実施例Ａ〜Ｃは、微粒子として使用するアルミナの平均粒径を変化させたものである。実施例Ｄ〜Ｆは、結合剤の添加量を変化させたものである。実施例Ｇは、微粒子の全部をフライアッシュとし、実施例Ｈは、微粒子の一部にフライアッシュを使用したものである。実施例Ｉ〜Ｋは、微粒子の添加量を変化させたものである。
なお、微粒子及び結合剤の各配合量は、最終製品であるブランケット中の量ではなく、ブランケットの製造過程における添加量である。

表１から明らかなように、微粒子を添加することで、各試験片の変形能を比較例よりも向上できることを確認できた。
また、実施例Ａ〜Ｃから明らかなように、微粒子の平均粒径をファイバーの平均直径３μｍの５倍以上２０倍以下（２５μｍ：実施例Ｂ）とすることで、変形能を最も高く（１２５）できることを確認できた。なお、実施例Ｇ、Ｈから明らかなように、微粒子の全部又は一部をフライアッシュにしても、変形能に大きな差異はみられず、全部がアルミナの場合と同程度の変形能が得られることを確認できた。
そして、実施例Ｉ〜Ｋから明らかなように、微粒子の添加量をファイバーの３質量％以上２０質量％以下（１５質量％：実施例Ｊ）とすることで、変形能を最も高く（１２１）できることを確認できた。

更に、実施例Ｄ〜Ｆから明らかなように、結合剤の添加量をファイバーの２．５質量％以上（１０質量％：実施例Ｅ、１５質量％：実施例Ｆ）とすることで、結合剤の効果を得ることができ、変形能を高く（１２７）できるが、結合剤の添加量の増加は、他の問題を招く。
ここで、結合剤の添加量と変形能との関係について、比較例、実施例Ｂ、実施例Ｅ、及び実施例Ｆを表２に示す。

表２の実施例Ｂ、実施例Ｅ、及び実施例Ｆから明らかなように、結合剤の添加量の増加に伴って、熱伝導率の向上がみられた。このように、結合剤の添加量を増加させることで、試験片の変形能を大きく、即ちブランケットの可撓性を向上できるが、ブランケットは耐火材の断熱材として使用するため、熱伝導率が上昇して断熱性が低下することは、あまり好ましくない。従って、ブランケットの使用用途に応じて、結合剤の添加量を適宜決定する必要がある。
以上のことから、従来よりも可撓性が付与されたブランケットを製造できることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット及びその製造方法、並びにリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケットを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの側断面図、ファイバーと微粒子の結合状態を示す部分拡大図である。 同可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットのファイバーと複数の微粒子の結合状態を示す部分拡大図である。 同可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法の説明図である。

符号の説明

１０：可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット、１１：使用済みセラミックファイバー、１２：非水溶性耐火微粒子、１３〜１５：結合セラミックファイバー、２０：遠心分離槽、２１：混濁液、２２：供給配管、２３：成形槽、２４、２５：撹拌羽根、２６：固定枠、２７、２８：吸引口、２９：送液配管、３０：真空ポンプ、３１：成形枠、３２：成形部、３３、３４：吸引部、３５：開口部、３６：補助部材、３７：金網、３８：配管、３９：沈殿槽、４０：配管

Claims (9)

1. 繊維長が２０ｍｍ以下である使用済みセラミックファイバーを７０質量％以上としたものに、非水溶性耐火微粒子と結合剤とが添加されている可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットであって、
   前記非水溶性耐火微粒子の一部又は全部が石炭灰であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット。
2. 請求項１記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットにおいて、前記非水溶性耐火微粒子の平均直径は、前記使用済みセラミックファイバーの平均直径の５倍以上２０倍以下であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット。
3. 請求項１又は２記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットにおいて、前記結合剤の添加量は、前記使用済みセラミックファイバーの２質量％以上１０質量％以下であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットと、未使用セラミックファイバーで構成されるブランケットとを、各々１層以上積層することを特徴とするリサイクルセラミックファイバーを用いた積層ブランケット。
5. 使用済みセラミックファイバーを７０質量％以上としたものに、水、非水溶性耐火微粒子、及び結合剤を添加して成形した後、脱水し乾燥する可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法であって、
   前記非水溶性耐火微粒子の一部又は全部が石炭灰であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法。
6. 請求項５記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記非水溶性耐火微粒子の平均直径は、前記使用済みセラミックファイバーの平均直径の５倍以上２０倍以下であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法。
7. 請求項５又は６記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記非水溶性耐火微粒子の添加量は、前記使用済みセラミックファイバーの３質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記結合剤の添加量は、前記使用済みセラミックファイバーの２．５質量％以上１２．５質量％以下であることを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法。
9. 請求項５〜８のいずれか１項に記載の可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法において、前記非水溶性耐火微粒子と前記結合剤とを予め混合して混合物とした後に、前記使用済みセラミックファイバーと前記水に前記混合物を添加することを特徴とする可撓性リサイクルセラミックファイバーブランケットの製造方法。

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